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  本文關(guān)鍵詞：印度洋表層海水石油降解菌的多樣性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《國家海洋局第三海洋研究所》 2010年

印度洋表層海水石油降解菌多樣性分析及生物表面活性劑發(fā)酵工藝優(yōu)化

吳常亮  

【摘要】： 海洋微生物在海洋石油污染的自然消除及生物修復中發(fā)揮著重要的作用。本文利用2007年“大洋一號”第19次科考期間從德班到珀斯走航過程中采集的印度洋表層海水,通過石油富集,對降解菌多樣性進行了分析。此外,本文還對石油降解菌Alcanivorax dieselolei B-5進行了產(chǎn)表面活性劑的發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化。 主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下： (1)為了研究印度洋石油降解菌多樣性,并獲得新的石油降解菌。本研究通過印度洋表層海水樣品采集、以柴油與原油1：1混合物作為碳源,從中富集、分離篩選石油降解菌,并通過PCR-DGGE對13個站點富集菌群的菌群結(jié)構(gòu)進行分析。通過形態(tài)觀察、生理生化反應和16SrRNA分析,共得到29個屬的51株不同的細菌,它們主要是屬于α亞群和γ亞群。其中,Alcanivorax屬(占18%),Novosphingobium屬(占10%),Marinobacter(占6%)和Thalassospira(占6%)為主要的優(yōu)勢菌。通過生態(tài)多樣性分析表明,Shannon-Winner指數(shù)(H)為4.57968,說明其具有較高的多樣性;均勻度指數(shù)(E)為0.8664771,表示其分布比較均勻。單菌實驗表明,49株具有石油降解能力,其中,Sinomonas, Knoellia, Mesoflavibacter等屬的細菌為首次發(fā)現(xiàn)有降解能力。DGGE分析表明Alcanivorax屬的細菌是印度洋表層海水中的重要石油降解菌。本研究首次揭示了印度洋表層海水中石油降解菌的多樣性,并獲取了若干在海洋石油污染生物修復中具有應用前景的降解菌。 (2)由于缺乏快速有效準確的方法,生物表面活性劑產(chǎn)量的定量一直是一個耗時且困難的工作。本研究旨在利用表面活性劑在低pH時會形成沉淀而渾濁的原理,將渾濁度與標準曲線結(jié)合,用于定量表面活性劑的產(chǎn)量。由不同碳源誘導菌株A. dieselolei B-5所產(chǎn)的表面活性劑經(jīng)配成標準濃度后沉淀,實驗表明渾濁度與標準濃度制成的曲線具有良好的線性相關(guān)性。經(jīng)MSM、MMSM和DMSM培養(yǎng)基驗證后顯示,該方法可適用于多種培養(yǎng)基中生物表面活性劑產(chǎn)量的定量。 利用以上實驗的表面活性劑產(chǎn)量定量方法為檢測手段。本研究對菌株A.dieselolei B-5產(chǎn)生的生物表面活性劑進行了發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化。采用Plackett-Burman設計進行優(yōu)化實驗,結(jié)果分析表明,影響表面活性劑產(chǎn)量的3個重要的培養(yǎng)基成分為：液體石蠟、TWEEN-80、SrCl2。進一步用Design Expert軟件的響應面回歸方法對培養(yǎng)基進行了優(yōu)化。結(jié)果表明,其最適濃度分別為33.18ml/L、4.15 ml/L和0.22 g/L。此時表面活性劑的產(chǎn)量為最大(4.31 g/L),比優(yōu)化前提高了95.91%。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：國家海洋局第三海洋研究所
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：X172
【目錄】：

摘要10-12

ABSTRACT12-14

第一章 前言14-35

1.1 海洋石油污染的現(xiàn)狀14

1.2 海洋石油污染的危害14-16

1.2.1 海洋石油污染的生態(tài)危害14-15

1.2.2 海洋石油污染的社會危害15-16

1.3 目前石油污染的修復技術(shù)16-18

1.4 石油微生物降解機理18-23

1.4.1 微生物對烷烴的代謝18-21

1.4.2 微生物對芳香烴的代謝途徑21-23

1.4.3 微生物在厭氧條件下對石油烴的代謝23

1.5 石油烴生物降解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其發(fā)展23-26

1.5.1 國外研究現(xiàn)狀23-25

1.5.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀25-26

1.6 生物表面活性劑的應用26-27

1.6.1 表面活性劑在生物降解中的應用26

1.6.2 表面活性劑在微生物采油中的應用26-27

1.7 生物表面活性劑定量方法27-28

1.8 培養(yǎng)基對生物表面活性劑的影響28-30

1.8.1 烴類對生物表面活性劑生產(chǎn)的影響28

1.8.2 氮源對生物表面活性劑生產(chǎn)的影響28-29

1.8.3 其他營養(yǎng)成份和生長條件對生物表面活性劑生產(chǎn)的影響29-30

1.9 產(chǎn)表面活性劑發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化的方法30-33

1.9.1 非統(tǒng)計學方法30

1.9.2 統(tǒng)計學方法30-33

1.9.2.1 正交實驗設計30-31

1.9.2.2 均勻?qū)嶒炘O計31

1.9.2.3 Plackett-Burman法31

1.9.2.4 部分因子設計法31-32

1.9.2.5 響應面分析法32-33

1.10 本文的研究目的及意義33-35

第二章 印度洋表層海水石油降解菌的多樣性分析35-46

2.1 材料和方法35-37

2.1.1 表層海水采樣與降解菌富集35-36

2.1.2 培養(yǎng)基36

2.1.3 菌株的富集和分離培養(yǎng)36-37

2.1.4 1 6S rRNA序列的擴增37

2.1.5 1 6S rRNA的V3區(qū)PCR擴增37

2.2 結(jié)果37-44

2.2.1 基于可培養(yǎng)菌株16S rRNA序列測定的多樣性分析37-43

2.2.2 降解菌群DGGE分析43-44

2.3 討論44-46

第三章 菌株Alcanivorax dieselolei B-5產(chǎn)表面活性劑培養(yǎng)基的統(tǒng)計學優(yōu)化46-65

3.1 材料與方法46-51

3.1.1 菌種46

3.1.2 培養(yǎng)基46-48

3.1.3 試劑48

3.1.4 儀器48-49

3.1.5 實驗方法49-51

3.1.5.1 乳化系數(shù)法(EI24%)49

3.1.5.2 生物表面活性劑抽提方法49

3.1.5.3 制作表面活性劑產(chǎn)量標準曲線49-50

3.1.5.4 A.dieselolei B-5的擴大培養(yǎng)和發(fā)酵培養(yǎng)50

3.1.5.5 統(tǒng)計學方法進行產(chǎn)表面活性劑培養(yǎng)基的優(yōu)化50-51

3.1.5.5.1 Pluckett—Burman二水平實驗設計50-51

3.1.5.5.2 響應曲面法(Box-Behnken)優(yōu)化培養(yǎng)基51

3.2 結(jié)果51-63

3.2.1 EI24%-產(chǎn)量法確定發(fā)酵時間51-52

3.2.2 表面活性劑產(chǎn)量標準曲線的制作52-54

3.2.3 Plackett-Burman設計法篩選培養(yǎng)基成分的重要因素54-57

3.2.4 響應曲面法(Box-Behnken)優(yōu)化培養(yǎng)基57-63

3.2.5 驗證實驗63

3.3 討論63-65

小結(jié)和展望65-67

1. 印度洋石油降解菌方面小結(jié)65

2. 生物表面活性劑方面小結(jié)65-66

3. 展望66-67

參考文獻67-76

碩士期間發(fā)表論文目錄76-77

致謝77

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 郭超;西北黃土地區(qū)水源水庫水—沉積物中石油污染特征及土壤生物修復技術(shù)研究[D];西安建筑科技大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉媚媚;固定化石油降解菌修復石油污染的試驗研究[D];暨南大學;2010年

2 阮志勇;石油降解菌株的篩選、鑒定及其石油降解特性的初步研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2006年

3 潘益鋒;遼河口濕地石油降解菌作用能力與條件優(yōu)化研究[D];中國海洋大學;2012年

4 王博;土壤石油降解菌的篩選與微生物生態(tài)修復研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2012年

5 吳福順;渤海溢油區(qū)石油降解菌的篩選鑒定及功能基因研究[D];中國海洋大學;2013年

6 楊樂;石油降解菌群的構(gòu)建及其生物修復研究[D];石河子大學;2008年

7 邢磊;1.橫紋東方鲀腸道內(nèi)產(chǎn)河豚毒素細菌的篩選 2.勝利油田原油組分的分析及石油降解菌的篩選[D];青島科技大學;2010年

8 張鵬;石油降解菌的分離、鑒定及降解特性的研究[D];山東師范大學;2006年

9 姚瑤;石油降解菌的篩選及其環(huán)己酮代謝途徑研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2012年

10 楊智;石油降解菌的篩選及生物學特性研究[D];蘭州理工大學;2013年

  本文關(guān)鍵詞：印度洋表層海水石油降解菌的多樣性分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：142730