發(fā)布時間：2020-11-22 10:13

　　 目前，人們對不同地理區(qū)域及氣候條件下的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中的微生物群落結構、組成與動態(tài)，以及其與環(huán)境生物與非生物因子的相關性認識有限，即對沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的生態(tài)學基本問題認識不夠全面。為此針對上述問題，結合云南沼氣發(fā)酵應用的獨特地理、氣候優(yōu)勢與特征，以及良好的前期工作基礎，本文采用免培養(yǎng)的微生物分子生態(tài)學方法與技術（PCR-DGGE技術和16S rRNA基因克隆文庫技術），系統(tǒng)地比較分析了云南熱帶、亞熱帶代表性氣候區(qū)域的農村戶用沼氣池中的原核生物群落結構、組成與動態(tài)，并分析了其與環(huán)境生物與非生物因子的相關性，進而探討了影響不同沼氣池中原核生物群落時空動態(tài)的主要因素，以及不同沼氣池中微生物類群存在差異的原因。具體研究內容、研究結果如下： ⑴DGGE初步分析戶用沼氣池原核微生物多樣性：采用DGGE對云南熱帶（景洪）和亞熱帶（建水）的戶用沼氣池活性污泥進行了原核微生物多樣性的初步分析，分析結果顯示：細菌比古菌具有更豐富的多樣性，同一氣候區(qū)域的沼氣池古菌多樣性差異小于細菌，亞熱帶（建水）的沼氣池細菌多樣性差異和古菌多樣性差異均小于熱帶（景洪）；不同氣候區(qū)域的沼氣池細菌和古菌的多樣性因取樣沼氣池發(fā)酵狀態(tài)、原料、進料情況、啟用時間等的不同而呈現不同的聚類情況，細菌多樣性的差異可能主要與發(fā)酵原料、啟用時間、池溫等因素有關，而古菌多樣性差異受發(fā)酵參數影響較小。此外發(fā)酵液中僅COD含量與沼氣池中古菌的多樣性呈負相關，其他理化因子對細菌古菌多樣性影響較小。 ⑵16S rRNA基因克隆文庫技術分析農村戶用沼氣池原核微生物多樣性：采用16S rRNA基因克隆文庫技術對云南（北）熱帶和（南）亞熱帶代表性沼氣池樣品的細菌和古菌多樣性進行了深入的研究，結果表明：兩個氣候區(qū)域的農村戶用沼氣池均具有豐富的古菌和細菌多樣性，且細菌的多樣性明顯高于古菌；經分析統(tǒng)計兩個氣候區(qū)域的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中大部分細菌均為未培養(yǎng)細菌，優(yōu)勢細菌類群是擬桿菌門、綠彎菌門、厚壁菌門和變形菌門；古菌主要的優(yōu)勢類群是甲烷八疊球菌目的鬃毛甲烷菌屬；此外，還檢測到少量未培養(yǎng)的泉古菌門細菌；沼氣池細菌和古菌的多樣性因發(fā)酵原料、啟用時間、COD含量等因素的影響而存在差異。 ⑶不同季節(jié)不同發(fā)酵狀態(tài)的戶用沼氣池原核微生物多樣性初步分析：①采用顯微鏡直接計數法對不同季節(jié)（冬季和夏季）下不同氣候區(qū)域（景洪和建水）不同發(fā)酵狀態(tài)（發(fā)酵正常和不正常）的農村戶用沼氣池中的微生物進行了計數和形態(tài)的觀察，結果顯示：不正常發(fā)酵樣品的微生物數量明顯多于正常發(fā)酵樣品，夏季樣品的微生物數量多于冬季樣品；②采用DGGE對其細菌和古菌的多樣性變化進行了初步監(jiān)測和比較，結果顯示：不同氣候區(qū)域、不同季節(jié)（冬季和夏季）、發(fā)酵正常與不正常的的樣品之間存在一定的差異和聯系，影響沼氣池是否發(fā)酵正常的可能主要是細菌，而非古菌。 以上實驗結果一方面為云南各代表性區(qū)域高效沼氣發(fā)酵系統(tǒng)的設計與建立提供理論指導，另一方面為云南沼氣發(fā)酵相關微生物資源的收集、保藏、研究與利用奠定基礎。
【學位單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：S216.4
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 概述
    1.1 選題背景
        1.1.1 沼氣發(fā)酵微生物
        1.1.2 沼氣發(fā)酵微生物研究進展
        1.1.3 云南代表性氣候區(qū)域的農村戶用沼氣池
    1.2 研究方法
        1.2.1 DGGE
        1.2.2 16S rRNA 基因克隆文庫技術
    1.3 選題的提出、研究內容、目的和意義
        1.3.1 選題的提出
        1.3.2 研究內容
        1.3.3 技術路線
第2章 戶用沼氣池樣點及樣品信息
    2.1 樣品采集與保存
        2.1.1 樣品采集
        2.1.2 樣品保存
    2.2 樣點描述
        2.2.1 地理位置
        2.2.2 氣候條件
        2.2.3 周圍植被
    2.3 樣品的基本信息
    2.4 發(fā)酵液理化性質
    2.5 本章小結
第3章 DGGE 初步分析戶用沼氣池原核微生物多樣性
    3.1 材料和方法
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 實驗方法
        3.1.3 分析方法
    3.2 結果與分析
        3.2.1 樣品總 DNA 的提取
        3.2.2 16S rRNA 基因 V3 高變區(qū)的擴增
        3.2.3 變性梯度凝膠電泳（DGGE）分析
        3.2.4 DGGE 條帶多樣性與理化因子的相關性分析
    3.3 討論
        3.3.1 DGGE 聚類分析結果
        3.3.2 DGGE 條帶多樣性與理化因子的相關性
        3.3.3 克隆文庫代表性樣品確定
        3.3.4 分析方法
    3.4 本章小結
第4章 16S rRNA基因克隆文庫技術分析農村戶用沼氣池原核微生物多樣性
    4.1 材料和方法
        4.1.1 實驗材料
        4.1.2 實驗方法
        4.1.3 分析方法
    4.2 結果與分析
        4.2.1 16S rRNA 基因片段的 PCR 擴增、純化
        4.2.2 16S rRNA 基因克隆序列多樣性分析
    4.3 討論
        4.3.1 沼氣池原核微生物多樣性
        4.3.2 分析方法
    4.5 本章小結
第5章 不同季節(jié)不同發(fā)酵狀態(tài)的戶用沼氣池原核微生物多樣性初步分析
    5.1 樣品中細菌的顯微鏡直接計數
        5.1.1 實驗原理
        5.1.2 材料與方法
        5.1.3 結果與分析
        5.1.4 討論
    5.2 DGGE 初步分析樣品中的原核微生物多樣性
        5.2.1 實驗材料與方法
        5.2.2 結果與分析
        5.2.3 討論
    5.3 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文和研究成果
致謝

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 崔曉龍,徐麗華,文孟良,李銘剛,李一青,李文均,彭謙,姜成林;未培養(yǎng)微生物資源[J];微生物學通報;2005年03期

本文編號：2894542