基于氢化酶基因分析不同产氢发酵类型微生物群落结构

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huayi8888
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
利用现代分子生物学手段阐明微生物群落结构和产氢效能之间的关系,确定反应器运行期间重要的功能菌群,实现高效产氢群落的定向构建与优化,将对生物制氢工业化进程有着重要的意义。前人利用现代分子生物学技术研究反应器的微生物群落时,绝大多数都是采用16S rDNA保守区域的基因引物进行研究。利用这种方法对产氢反应器群落研究时,通过对16S rDNA基因的分离鉴定推断出可能的产氢细菌,但是这种检测方法不具有针对性,同时误差较大,不能达到产氢细菌的准确检测,无法应用于大规模生物产氢反应器启动和调控,以及评估反应器的效能和预测产氢趋势。  针对目前发酵法生物制氢反应器微生物群落研究的不足,利用[Fe]-hydA功能基因分析产氢反应器微生物群落,解决了传统16S rDNA技术的缺陷,使得对产氢微生物群落的研究更具有针对性和准确性。结合 DGGE技术和克隆文库技术能在时间轴和生物统计学方面进行反应器微生物群落的全面评价,对实现发酵法生物制氢的工业化进程具有重要的意义和应用价值。  对比乙醇型,丁酸型以及接种污泥预处理后的丁酸型反应器的运行规律,分析数据表明,在启动负荷为7.0 kgCOD/m3·d、水力停留时间为6h、污泥接种量为6.5 gVSS/L、采取阶梯式负荷提升方式、pH值控制在最适 pH值的前提下进行反应器启动,反应器的启动效果较好。启动数据对比发现乙醇型发酵(A反应器)的最大产氢速率在20L/d,明显高于另外两个丁酸型(B和C反应器)的产氢速率。C反应器的接种污泥经过热处理,在缺乏竞争抑制作用的环境中,产氢菌属能迅速占据整个反应器的优势地位,形成稳定的生物群落。通过热处理污泥作为种泥能加快丁酸型反应器的启动。  基于[Fe]-hydA功能基因的PCR-DGGE技术从时间轴上,对三个反应器的含有产氢功能基因的菌群进行了评价和分析,发现反应器 A和C在启动0 d和7 d微生物群落的相似性比反应器B要高,反应器A和反应器B中28 d和40 d的微生物群落的相似性也要高于反应器C,只有C反应器的21 d和28 d相似性较高。克隆文库结果表明 A反应器占有优势的菌群为 E. harbinense菌群,B反应器内没有某个明显的优势菌属,C反应器优势菌属为 S. wolfei菌属,并且含有嗜热菌属C. thermocellum。  综合 DGGE技术和克隆文库文库技术对三个反应器进行了综合评价。通过系统发育树的构建,发现有不少序列为两者都能检出,这些序列为反应器中一直存在的菌属。有些菌属只在 DGGE条带中检出,这些菌属随着反应器运行逐渐被优势菌群替代而消失。而有些菌属只在文库中检出,则说明 DGGE技术本由于自身的缺陷,在实验过程中导致了信息的流失。为了更准确地评价反应器的微生物群落结构,必须结合 DGGE技术和克隆文库技术进行全面分析。
其他文献
类金刚石薄膜(diamond-like carbon,简称DLC)具有诸如:高硬度、低摩擦系数、极高的电阻率等许多优良的特性而引起了人们广泛的兴趣。但在某些方面DLC膜还存在着缺陷如:内应力大、热稳定性差、与许多衬底的附着性差。为了改善DLC膜的性能,掺金属的类金刚石薄膜从而成为人们研究的重点。本论文采用了双射频激发容性耦合等离子体增强化学气相沉积技术,高频运用40.68 MHz;低频运用13.5
随着经济的快速增长,人们对环境也越来越重视。半导体光催化是目前光化学方法应用于污染控制的诸多研究中最活跃的领域,成为污染控制化学研究的一个热点,形成了新的研究领域。至今,已研究过的半导体光催化剂包括TiO2、CdS、WO3、Fe2O3、ZnO、ZnS、SnO2等,其中ZnO、CdS、TiO2催化活性最强,但ZnO、CdS在光照条件下自身不稳定易发生化学或光化学腐蚀,TiO2的化学性质比较稳定、成本
近年来,随着我国钢铁工业的发展,人们对高质量钢铁产品的需求日益提高,这就对连铸生产提出了越来越高的要求。铸坯的洁净度、表面缺陷和内部缺陷等因素对产品的质量问题起决
不锈钢芯板结构是一种新型的装配式结构体系.为研究不锈钢芯板结构芯管的平压性能,通过对12组合计212根构件不锈钢芯板结构芯管试件的平压试验,得到了不锈钢芯板结构芯管平压
近年来,新兴大豆蛋白食品加工工业在我国发展迅速的同时也产生了大量的废水。大豆加工废水中的有机成分主要为乳清蛋白和低聚糖,COD达20000mg/L左右,属于高浓度有机废水。该废水
黑龙江省农垦北安局是我国重要的商品粮生产基地,每年为国家提供20亿斤商品粮。北安局经济快速发展的同时,也带来能源消耗过大、环境污染和农产品品质下降等问题,制约着农垦北安
随着互联网技术的快速发展,人们日常生产生活中各种信息数据都处在网络之上,如何做好网络安全工作不单是相关工作人员的研究方向,同时也是网络发展的必然要求。蜜罐系统作为新出现的一项主动性的网络防御技术,在近年有比较普遍的应用,如何将其与传统的网络防御技术结合也是其后续发展的主要方式之一。本文首先论述了蜜罐系统的含义以及实施过程中需要考虑的内容,然后在此基础上研究了具体的应用方法,供相关读者参考。
Ni-P-B_4C复合镀层秉承化学镀Ni-P合金镀层良好的耐蚀性、高硬度和高耐磨性,又由于B_4C颗粒的弥散强化作用,将在机械零件耐磨表面有很好的应用前景。本文通过大量试验,确定了化学镀Ni-P-B_4C复合镀层的最佳镀液配方和工艺参数。用金相显微镜和X-射线衍射分析(XRD)研究了Ni-P-B_4C复合镀层的微观形貌和组织结构。采用动电位极化曲线的方法,研究了Ni-P-B_4C复合镀层的耐蚀性。
学位
随着社会经济的逐步发展,越来越多的国家和地区在众多河流上大规模筑坝建库。水库在给人们带来生活便利和经济效益的同时,也带来了一系列的环境问题。因此,大量修建水库造成的“