高PHB含量的甲烷氧化混合菌群篩選及開(kāi)放培養(yǎng)

【摘要】：隨著塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展,環(huán)境污染問(wèn)題接踵而至,為減輕塑料垃圾的危害,生物可降解塑料及其合成技術(shù)成為了人們關(guān)注的研究熱點(diǎn)。聚p-羥基丁酸酯(PHB)是生物可降解塑料的典型代表,因其具有化學(xué)合成塑料的特性,又具有良好的生物可降解性和生物相容性等特殊性能,在塑料材料領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。目前,PHB生物合成路線的研究一直占據(jù)該領(lǐng)域的核心地位,但由于發(fā)酵成本高等因素制約,使PHB無(wú)法與石化合成塑料相競(jìng)爭(zhēng),難以拓寬應(yīng)用市場(chǎng)。利用低成本高產(chǎn)PHB的菌株生產(chǎn)更具實(shí)用性的PHB對(duì)實(shí)現(xiàn)PHB的工業(yè)化生產(chǎn)有十分重要的意義,也是研究者致力研究的課題。 本論文采用好氧瞬時(shí)供料工藝即豐盛饑餓模式,以甲烷為底物開(kāi)放式培養(yǎng)甲烷氧化混合菌群,得到高PHB含量的生長(zhǎng)性能穩(wěn)定、具有甲烷單加氧酶(Methane Monooxygenase,MMO)活性的甲烷氧化混合菌。建立了蘇丹黑快速檢測(cè)PHB含量的方法實(shí)現(xiàn)了菌群的高效篩選。對(duì)混合菌群中的微生物進(jìn)行研究,平板劃線分離結(jié)果表明,甲烷氧化混合菌群能利用甲烷、甲醇作為生長(zhǎng)碳源并長(zhǎng)勢(shì)良好有MMO活性,而以乙醇、LB為碳源生長(zhǎng)時(shí)混合菌生長(zhǎng)狀況相對(duì)良好但沒(méi)有MMO活性。通過(guò)菌體間的兩兩交叉劃線培養(yǎng)及分離后純菌的PHB含量,可推測(cè)混合體系中不同的微生物協(xié)同作用,甲烷氧化菌的代謝產(chǎn)物被混合菌中的其它微生物構(gòu)成的伴生菌充分利用,這種菌群間的協(xié)同作用有效避免了產(chǎn)物抑制,也有利于保持菌群結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。以該混合菌為催化劑可以實(shí)現(xiàn)丙烯氧化生產(chǎn)環(huán)氧丙烷。純種分離方法對(duì)混合菌群結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析,結(jié)果表明,該混合菌群由甲烷氧化菌及其它非甲烷氧化菌組成。銅離子濃度對(duì)混合菌生長(zhǎng)有一定影響。結(jié)合搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)甲烷氧化混合菌合成PHB的研究成果,根據(jù)模擬發(fā)酵罐發(fā)酵體系自身的特點(diǎn),突破兩段式的傳統(tǒng)培養(yǎng)方法,探索建立了一段式的短期、高效、簡(jiǎn)便的模擬發(fā)酵罐發(fā)酵培養(yǎng)生產(chǎn)PHB的方法,提高了發(fā)酵生產(chǎn)的效率 【關(guān)鍵詞】：甲烷氧化混合菌 甲烷單加氧酶 蘇丹黑 聚β-羥基丁酸酯(PHB) 富集 開(kāi)放培養(yǎng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：X172
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 甲烷10
• 1.2 甲烷氧化菌10-11
• 1.3 PHB結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用11-12
• 1.3.1 PHB的結(jié)構(gòu)11-12
• 1.3.2 PHB的性質(zhì)12
• 1.3.3 PHB的應(yīng)用12
• 1.4 微生物生產(chǎn)PHB的近期發(fā)展12-15
• 1.4.1 純菌種合成法13
• 1.4.2 混合菌種合成法13-15
• 1.5 開(kāi)放式培養(yǎng)15
• 1.6 本課題來(lái)源、研究意義及內(nèi)容15-16
• 1.6.1 課題來(lái)源、研究意義15
• 1.6.2 本課題研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 開(kāi)放條件下高PHB含量的甲烷氧化混合菌群的富集16-29
• 2.1 引言16
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料儀器16-17
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料16-17
• 2.2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器17
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法17-18
• 2.3.1 培養(yǎng)基配方17-18
• 2.3.2 豐盛階段(feast phase)培養(yǎng)方法18
• 2.3.3 饑餓階段(famine phase)培養(yǎng)方法18
• 2.4 分析與檢測(cè)18-19
• 2.4.1 細(xì)胞生長(zhǎng)量的測(cè)定18
• 2.4.2 PHB的定量分析18
• 2.4.3 PHB的快速檢測(cè)法18-19
• 2.4.4 甲烷為碳源時(shí)細(xì)胞的生長(zhǎng)與MMO活性19
• 2.5 結(jié)果與分析19-27
• 2.5.1 硫酸降解法測(cè)定胞內(nèi)PHB的含量結(jié)果19-20
• 2.5.2 豐盛和饑餓階段胞內(nèi)PHB含量變化20
• 2.5.3 高產(chǎn)PHB的甲烷氧化混合菌群的富集20-23
• 2.5.4 開(kāi)放條件下細(xì)胞的生長(zhǎng)特性23
• 2.5.5 開(kāi)放條件下富集的甲烷氧化菌群生長(zhǎng)及合成PHB的穩(wěn)定性23-24
• 2.5.6 不同菌種積累PHB含量的比較24-26
• 2.5.7 氣相色譜測(cè)定MMO活性證明混合菌中含有甲烷氧化菌26-27
• 2.5.8 甲烷為碳源不同菌種的酶活情況27
• 2.6 本章小結(jié)27-29
• 3 甲烷氧化混合菌群的特性研究及其分離純化29-48
• 3.1 引言29-30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料、儀器30-31
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料30
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器30-31
• 3.3 菌株及其培養(yǎng)31-32
• 3.3.1 甲烷氧化混合菌培養(yǎng)基的配置31
• 3.3.2 甲烷氧化混合菌的培養(yǎng)31-32
• 3.4 純種分離及鑒定32-33
• 3.4.1 甲烷為碳源培養(yǎng)方法的建立32
• 3.4.2 固體培養(yǎng)基的制備32
• 3.4.3 接種固體培養(yǎng)基32-33
• 3.4.4 接種后固體培養(yǎng)基的培養(yǎng)33
• 3.4.5 菌種劃線分離33
• 3.4.6 16S rDNA序列分析33
• 3.5 甲烷單加氧酶MMO活性測(cè)定33-34
• 3.5.1 生物量測(cè)定33
• 3.5.2 細(xì)胞生長(zhǎng)與MMO活性33-34
• 3.6 甲烷氧化菌積累PHB的測(cè)定34
• 3.6.1 PHB的提取34
• 3.6.2 PHB含量的測(cè)定34
• 3.7 結(jié)果與討論34-47
• 3.7.1 生長(zhǎng)曲線34-35
• 3.7.2 MMO活性的測(cè)定35-36
• 3.7.3 丙烯生物轉(zhuǎn)化生成環(huán)氧丙烷36
• 3.7.4 甲烷氧化混合菌中菌群結(jié)構(gòu)的解析36-47
• 3.8 本章小結(jié)47-48
• 4 甲烷氧化混合菌發(fā)酵培養(yǎng)體系的建立48-55
• 4.1 引言48
• 4.2 實(shí)驗(yàn)器材與儀器48-50
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料48-49
• 4.2.2 儀器與主要試劑49
• 4.2.3 菌種來(lái)源及培養(yǎng)基組成49
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法49-50
• 4.3 結(jié)果與分析50-54
• 4.3.1 模擬連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)方式的細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)與PHB積累研究50-53
• 4.3.2 一段式模擬發(fā)酵罐發(fā)酵生產(chǎn)PHB方法的研究53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文60-61
• 致謝61

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

微生物介導(dǎo)的土壤甲烷循環(huán)及全球變化研究    馮虎元,程國(guó)棟,安黎哲

一株甲烷氧化桿菌的分離及其功能的初步研究    陳勁春,李珊,陶慧明,王洪達(dá),田靜芳

天然氣制甲醇合成氣工藝及進(jìn)展    劉一靜;劉瑾;

一碳化工產(chǎn)品及其發(fā)展方向    劉昌俊,許根慧

海底天然氣水合物中細(xì)菌的甲烷氧化作用:其對(duì)極端環(huán)境中生命的意義    

三個(gè)水稻田甲烷氧化菌分離物的分離及其特性    劉穎 ,閔航,陳美慈

影響甲烷排放量的兩種細(xì)菌——產(chǎn)甲烷細(xì)菌和甲烷氧化菌的研究進(jìn)展    周葉鋒;廖曉蘭;

中國(guó)甲烷排放現(xiàn)狀    張仁健,王明星,李晶,楊昕,王秀玲

甲烷氧化菌及甲烷單加氧酶的研究進(jìn)展    韓冰;蘇濤;李信;邢新會(huì);

甲烷氧化菌研究進(jìn)展    梁戰(zhàn)備,史奕,岳進(jìn)

活性污泥合成PHAs的饑餓豐盛模式耦合磁場(chǎng)作用機(jī)理    陳紅

活性污泥中嗜甲烷菌多樣性動(dòng)態(tài)分析    鄭維

甲烷氧化菌的分離及氧化活性的影響因子研究    周葉鋒

溫度升高對(duì)濕地系統(tǒng)溫室氣體排放的影響    王洋;劉景雙;竇晶鑫;趙光影;

青藏高原多年凍土區(qū)沼澤草甸土壤CH_4產(chǎn)生速率研究    趙擁華;杜二計(jì);劉廣岳;岳廣陽(yáng);

城市污水處理廠污泥的綜合利用探討    金波;李寶新;

北京地區(qū)甲烷排放的變化趨勢(shì)和分布特征    蘇芳,邵敏,張敏

武漢城市圈畜禽糞便資源量及養(yǎng)殖業(yè)對(duì)環(huán)境的潛在影響——以天門(mén)市為例    沈體忠;劉佑林;雷代英;王業(yè)鵬;蔣雙林;陶齊成;甘建軍;彭碧銀;

填埋場(chǎng)甲烷氧化覆蓋層研究進(jìn)展    鄭南;楊殿海;王莉;

吉林省森林火災(zāi)釋放碳量的時(shí)間變化規(guī)律    單延龍;張姣;杜建華;

中國(guó)能源領(lǐng)域溫室氣體排放現(xiàn)狀及減排對(duì)策研究    齊玉春,董云社

深海熱液噴口生物群落研究進(jìn)展    王麗玲;林景星;胡建芳;

甲烷氧化與氨氧化微生物及其耦合功能    趙吉;李靖宇;周玉;白玉濤;于景麗;

甲烷對(duì)DAMO微生物富集培養(yǎng)的影響研究    何嶄飛;蔡琛;沈李東;徐向陽(yáng);鄭平;胡寶蘭;

介質(zhì)阻擋放電等離子體二甲醚增強(qiáng)甲烷轉(zhuǎn)化的研究    王育;劉昌俊;張?jiān)缕?

我國(guó)北方農(nóng)村牧區(qū)生存性碳排放特征與實(shí)證研究——以?xún)?nèi)蒙古通遼地區(qū)為例    劉榮霞;張鵬鵬;夏建新;汲榮榮;

高產(chǎn)糧區(qū)農(nóng)牧關(guān)系演變及現(xiàn)代畜牧業(yè)能流轉(zhuǎn)化效率的動(dòng)態(tài)分析——以河北省欒城縣為例    陳冬冬;陳源泉;高旺盛;張偉;

免耕方式對(duì)燕麥田溫室氣體排放與土壤性狀的影響    張志棟

Ni基催化劑上甲烷二氧化碳重整制合成氣的研究    張安杰

活性污泥利用揮發(fā)性脂肪酸儲(chǔ)存聚羥基脂肪酸酯的研究    李金娟

準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)CH_4減排和加速穩(wěn)定化的微生物學(xué)機(jī)制研究    張維

SQR 9微生物有機(jī)肥防治黃瓜土傳枯萎病的效應(yīng)與機(jī)制研究    曹云

聚羥基丁酸酯的改性及其作為組織工程支架材料的研究    蔡志江

北京郊區(qū)集約化畜牧業(yè)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境影響及其對(duì)策研究    史光華

流化床甲烷臨氧CO_2重整制合成氣鎳系催化劑研究    井強(qiáng)山

合成氣催化轉(zhuǎn)化制低碳醇用新型催化劑研究    黃利宏

合成氣直接制取二甲醚反應(yīng)體系的研究    王立剛

耕作方式及其轉(zhuǎn)變對(duì)麥玉兩熟農(nóng)田土壤CH_4、N_2O排放和固碳能力的影響    田慎重

利用污水污泥和高濃度二氧化碳培養(yǎng)海洋微藻技術(shù)研究    謝爽

酵母菌在不同污水處理系統(tǒng)中的分子生態(tài)及功能研究    王哲

產(chǎn)聚羥基烷酸酯細(xì)菌的誘變選育及發(fā)酵工藝條件的研究    崔曉紅

若爾蓋自然濕地CH_4排放及不同利用方式下溫室氣體通量估算    李麗

A/O SBR好氧末端活性污泥合成PHB的條件研究    錢(qián)永雨

源自生活污水的甲烷排放研究    宋麗麗

農(nóng)村戶(hù)用沼氣池污泥中微生物多樣性分析    張琳

超大型天然氣制合成氣蒸汽轉(zhuǎn)化爐工程技術(shù)研究    高步新

冷季母牛舍空氣中CH_4、CO_2和NH_3等氣體濃度的變化及影響因素的研究    龔飛飛

生物降解塑料聚羥基烷酸(PHA)的研究進(jìn)展    金大勇,顧國(guó)維,楊海真

青藏高原多年凍土微生物的分離分析及其意義    劉光琇,胡昌勤,張靖溥,沈永平

工業(yè)革命以來(lái)青藏高原與南極冰芯高分辨率甲烷記錄對(duì)比研究    徐柏青,姚檀棟,ChappellazJ.

凍土微生物研究進(jìn)展與意義    劉光琇,馬曉軍,陳拓,安黎哲,王勛陵

水合甲烷與全球變化    金會(huì)軍,程國(guó)棟

納米半導(dǎo)體光催化甲醇水溶液制乙二醇    吳鳴,李文釗,王復(fù)東,李新勇,孫福俠,顧婉貞

磁場(chǎng)對(duì)兩株厭氧除鉻(Ⅵ)菌生長(zhǎng)的影響    許燕濱,李洵,孫水裕

中國(guó)CH_4排放量的估算    王明星,戴愛(ài)國(guó),黃俊,任麗新,沈壬興,H. Schutz,H. Renneuberg,W. Seiler,R. A. Rasmussen,M.A.K. Khalil

稻田甲烷排放的初級(jí)模式    丁愛(ài)菊，王明星

活性污泥合成生物可降解塑料的研究進(jìn)展    林東恩,張逸偉,沈家瑞

混合菌群對(duì)原油的降解作用    管亞軍,梁鳳來(lái),張心平,馬挺,劉如林

渤海微生物自然混合菌群降解20號(hào)重柴油中正烷烴的研究    孫修勤,姚喬爾,盧穎

環(huán)境中纖維素降解菌群的篩選與降解活性分析    樊青青;劉艷麗;羅亞田;付蓉;

產(chǎn)生物表面活性劑石油降解菌株篩選及降解特性    劉海燕;丁存寶;賈長(zhǎng)虹;張俊杰;

產(chǎn)表面活性劑的石油降解菌降解特性研究    鄭金秀;彭祺;張甲耀;趙磊;趙晴;李藝婷;

高效穩(wěn)定纖維素分解混合菌群的篩選及分解特性研究    孫寶魁;王東偉;

頭孢拉定降解菌的馴化、篩選及降解性能    曾麗璇;曾寶強(qiáng);張秋云;

光合細(xì)菌混合菌群產(chǎn)氫影響因素    齊云階;張國(guó)欣;崔寶臣;李睿;楊鶴紅;

混合菌群的篩選及其與白腐真菌串聯(lián)降解石油的效果初探    胡凌燕;孫東平;邵濤;陳紀(jì)昆;周伶俐;

正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)選光合細(xì)菌混合菌群產(chǎn)氫的最佳條件    崔寶臣;張國(guó)欣;侯博;邵姝媛;

混合菌群對(duì)石油烴的協(xié)同降解作用研究    馬挺;李丹;李國(guó)強(qiáng);梁鳳來(lái);劉如林;

高效石油降解菌群的構(gòu)建及降解特性的研究    何麗媛;唐霞;黨志;易筱筠;

混合菌對(duì)石油的降解及其降解性能的研究    何麗媛;黨志;

六氯苯厭氧降解混合菌群群落結(jié)構(gòu)分析    薩如拉;賈曉珊;楊小毛;

混合菌群用于木質(zhì)纖維素糖化的實(shí)驗(yàn)研究    馮玉杰;李冬梅;張秋桌;

海洋沉積物來(lái)源的混合菌S6降解苯并[a]芘的研究    吳奕瑞;胡忠;倫鏡盛;

混合菌群對(duì)實(shí)際染料廢水的脫色與降解    張金平;闞振榮;

產(chǎn)黑色素普氏菌核酸探針的制備、鑒定    雷志敏;東耀峻;鐘林生;龍星;

通過(guò)質(zhì)粒分子育種培育高效降解阿特拉津的菌株    李穎;蔡寶立;

油田污水污泥中以液蠟和聚丙烯酰胺(PAM)為營(yíng)養(yǎng)源的微生物群落及功能分析    佘躍惠;張凡;舒福昌;張學(xué)禮;王正良;周玲革;趙勇;趙立平;

抓飼料安全，如何才能“綱舉目張”    安徽省飼料工作辦公室 王明輝

馴化“小精靈” 專(zhuān)啃“硬骨頭”    本報(bào)記者 高杰

甲烷氧化混合菌群的富集培養(yǎng)及其治理瓦斯工藝研究    江皓

混合菌群厭氧發(fā)酵的代謝模型及其過(guò)程控制    張放

混合菌群共培養(yǎng)對(duì)偶氮染料的協(xié)同脫色及降解的研究    尹亮

機(jī)油降解菌群的馴化及其活性與結(jié)構(gòu)分析    王亮

厭氧菌群發(fā)酵制氫的定向強(qiáng)化及其機(jī)制解析    黃振興

微生物降解除草劑苯磺隆的相關(guān)研究    王楠希

暗—光耦聯(lián)兩步法生物制氫及相關(guān)技術(shù)的研究    宗文明

剩余活性污泥中的微生物利用實(shí)際廢液合成聚羥基烷酸酯    蔡萌萌

強(qiáng)化生物活性炭工藝深度處理MTBE微污染水源水的基礎(chǔ)研究    胡娟

生物質(zhì)高效水解及發(fā)酵產(chǎn)氫的機(jī)理研究    戚峰

混合菌處理乳制品廢水的效能研究    黃媛媛

高PHB含量的甲烷氧化混合菌群篩選及開(kāi)放培養(yǎng)    姜丹

偶氮染料派脫色菌的選育及脫色效果研究    楊麗卿

海洋柴油降解菌性能的優(yōu)化及其生物載體的研究    施展

混合菌群FF對(duì)活性黑5的脫色降解研究    范鳳霞

聚乙烯醇生物降解性能的研究    董麗娟

高效溶藻細(xì)菌混合溶藻特性的初步研究    周瑞

纖維素厭氧降解菌群的篩選及其降解性能分析    高霏

利用混合菌群合成聚羥基烷酸酯工藝條件優(yōu)化    張運(yùn)海

光合細(xì)菌產(chǎn)氫基質(zhì)代謝實(shí)驗(yàn)研究    王毅