污水處理系統(tǒng)中噬菌體的生態(tài)分布及特性研究

【摘要】：噬菌體是污水處理系統(tǒng)中最大的組成成分，目前國內(nèi)外已經(jīng)有一些關(guān)于噬菌體對污水處理系統(tǒng)中微生物群落控制方面的研究。但由于噬菌體很難分離培養(yǎng)，噬菌體數(shù)據(jù)庫中的信息相當缺乏，侵染機理及環(huán)境影響因素尚不明確，大大制約了噬菌體應用的發(fā)展。因此研究噬菌體在污水處理系統(tǒng)中的豐度分布和特性是對微生物學和工程學的極大補充。本研究在如下幾方面獲得了創(chuàng)新性結(jié)果： （1）本研究選取實際運行的不同工藝的全規(guī)模城市污水處理系統(tǒng)和工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，利用熒光染色技術(shù)和顯微鏡技術(shù)研究了污水處理系統(tǒng)中噬菌體的分布和豐度.獲得的結(jié)果是數(shù)量級在108-10ml-1，其中工業(yè)廢水廠活性污泥處理池的平均噬菌體豐度數(shù)量級在109ml-1，城市污水廠活性污泥處理池的平均噬菌體豐度數(shù)量級在1010ml-1。在各類污水處理系統(tǒng)中，平均噬菌體豐度在活性污泥處理池的分布趨勢普遍為：缺氧池好氧池厭氧池。 （2）利用統(tǒng)計學軟件分析了污水處理系統(tǒng)中噬菌體豐度與其他微生物、進水水質(zhì)、運行操作、污泥性能、工藝流程等的相關(guān)性。結(jié)果表明噬菌體豐度與其他微生物豐度、工藝流程、進水水質(zhì)、污泥指標均有一定的相關(guān)性，但與運行操作的相關(guān)性不顯著。而噬菌體侵染活力與其他微生物豐度、工藝流程、進水類型有一定的相關(guān)性，但與污泥指標、運行操作、污泥濃度的相關(guān)性不顯著。 （3）利用平板培養(yǎng)法從城市污水處理系統(tǒng)中分離獲得了15株噬菌體，利用分子生物學手段對它們的宿主進行了鑒定，主要分布在Bacillus tequliensis、Bacillusmethylotrophicus、Bacillus subtillis、Bacillus licheniformis、 Bacillus pumilus、Bacillussafensis和Citrobacter freundii、Citrobacter murliniae，這些噬菌體在透射電子顯微鏡下主要呈頭尾型長尾、頭尾型短尾、球形無尾、絲狀。初步鑒定分布于Inoviridae Inovirus、Caudovirales Siphoviridae、Caudovirales Myoviridae、Caudovirales Podoviridae；提取這些噬菌體的DNA，粗略估計其大小為23kb。 （4）噬菌體與宿主侵染關(guān)系的初步研究中，表明宿主菌菌齡、噬菌體與宿主菌濃度比對噬菌體侵染效果均有影響。另外，分離鑒定的15株噬菌體中有6株具有明顯的寬宿主特性，能夠侵染不同種的細菌。 【關(guān)鍵詞】：噬菌體 豐度 污水處理系統(tǒng) 分離培養(yǎng)
【學位授予單位】：河南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X703;X172
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-11
• 引言11-23
• 1.1 噬菌體簡介11-14
• 1.1.1 噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)11-12
• 1.1.2 噬菌體的分類12-13
• 1.1.3 噬菌體的感染和增殖13
• 1.1.4 噬菌體的宿主范圍13-14
• 1.2 環(huán)境中的噬菌體14-15
• 1.2.1 噬菌體的分布14
• 1.2.2 環(huán)境因素對浮游噬菌體豐度的影響14-15
• 1.3 污水處理系統(tǒng)中的微生物組成15-16
• 1.4 噬菌體在污水處理系統(tǒng)中的生態(tài)分布研究16-19
• 1.4.1 噬菌體的豐度16-19
• 1.4.2 噬菌體的多樣性19
• 1.5 噬菌體對污水處理系統(tǒng)中微生物群落的控制研究19-22
• 1.5.1 噬菌體-宿主關(guān)系的研究20
• 1.5.2 噬菌體侵染功能菌提高處理效果的研究20-21
• 1.5.3 噬菌體去除致病菌的研究21
• 1.5.4 寬宿主噬菌體影響處理效果的研究21
• 1.5.5 應用噬菌體的局限性研究21-22
• 1.6 本研究的目的和意義22-23
• 第二章 污水處理廠中噬菌體豐度的分布研究23-31
• 2.1 引言23
• 2.2 材料和方法23-26
• 2.2.1 樣品采集23-25
• 2.2.2 噬菌體的染色25
• 2.2.3 微生物豐度計算25-26
• 2.3 結(jié)果和討論26-29
• 2.3.1 樣品前處理及染色26
• 2.3.2 不同污水處理廠中噬菌體豐度的分布26-29
• 2.4 小結(jié)29-31
• 第三章 污水處理系統(tǒng)中噬菌體豐度與環(huán)境因子的相關(guān)性研究31-45
• 3.1 引言31-32
• 3.2 材料和方法32-35
• 3.2.1 細菌的計數(shù)32-33
• 3.2.2 原生動物的計數(shù)33
• 3.2.3 水質(zhì)指標的檢測33-34
• 3.2.4 污泥指標的檢測34
• 3.2.5 相關(guān)性分析34-35
• 3.3 結(jié)果和討論35-43
• 3.3.1 細菌的豐度35-37
• 3.3.2 原生動物的豐度37-39
• 3.3.3 噬菌體豐度與細菌和原生動物的相關(guān)性研究39-40
• 3.3.4 工藝流程與噬菌體豐度的相關(guān)性研究40-41
• 3.3.5 進水水質(zhì)與噬菌體豐度的相關(guān)性研究41-42
• 3.3.6 污泥性能與噬菌體豐度的相關(guān)性研究42-43
• 3.3.7 運行操作與噬菌體豐度的相關(guān)性研究43
• 3.4 小結(jié)43-45
• 第四章 污水處理系統(tǒng)中噬菌體的分離培養(yǎng)與鑒定45-61
• 4.1 前言45
• 4.2 材料和方法45-50
• 4.2.1 培養(yǎng)基及試劑的配制45-46
• 4.2.2 分離優(yōu)勢菌種46
• 4.2.3 分離噬菌體46-47
• 4.2.4 宿主菌 DNA 的提取與鑒定47-48
• 4.2.5 噬菌體基因組核酸的制備48-49
• 4.2.6 噬菌體透射電鏡觀察49-50
• 4.3 結(jié)果和討論50-59
• 4.3.1 污水廠活性污泥中噬菌體多樣性50-51
• 4.3.2 宿主菌的鑒定51-52
• 4.3.3 噬菌體的鑒定52-59
• 4.3.4 噬菌體基因組核酸大小59
• 4.4 小結(jié)59-61
• 第五章 污水處理系統(tǒng)中噬菌體與宿主菌的侵染關(guān)系研究61-67
• 5.1 前言61
• 5.2 材料和方法61-62
• 5.2.1 宿主菌生長曲線的測定61
• 5.2.2 宿主菌菌齡對噬菌體侵染宿主菌影響的測定61
• 5.2.3 濃度比對侵染效果影響的測定61-62
• 5.2.4 噬菌體寬宿主范圍的測定62
• 5.3 結(jié)果和討論62-65
• 5.3.1 宿主菌生長曲線62
• 5.3.2 宿主菌菌齡對噬菌體侵染的影響62-63
• 5.3.3 濃度比對侵染效果的影響63-64
• 5.3.4 噬菌體的宿主特異性64-65
• 5.4 小結(jié)65-67
• 第六章 結(jié)論67-69
• 6.1 結(jié)論67-69
• 參考文獻69-75
• 致謝75-76
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄76-77

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