沼氣發(fā)酵微生物區(qū)系變化及產(chǎn)甲烷古菌群落結(jié)構(gòu)分析

【摘要】： 準(zhǔn)確、全面地了解沼氣發(fā)酵池中微生物群落,尤其是產(chǎn)甲烷古菌群落的結(jié)構(gòu)和變化規(guī)律,能為沼氣發(fā)酵過程優(yōu)化設(shè)計(jì)、沼氣發(fā)酵微生物的代謝調(diào)控和沼氣發(fā)酵菌劑的開發(fā)等提供系統(tǒng)的微生物學(xué)基礎(chǔ)參數(shù)。本文綜合應(yīng)用傳統(tǒng)微生物學(xué)、現(xiàn)代分子生態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù),采用MPN(most probable number)計(jì)數(shù)分析以及基于PCR的16S rDNA克隆文庫(kù)分析和DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis)指紋圖譜分析等研究方法,對(duì)沼氣發(fā)酵池中微生物群落區(qū)系的多樣性及其變化規(guī)律和其中產(chǎn)甲烷古菌群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 經(jīng)MPN計(jì)數(shù)分析,兩口正常沼氣池中發(fā)酵性細(xì)菌為9.5×107個(gè)/mL和2.5×106個(gè)/mL,厭氧纖維素分解菌均為9.5×10個(gè)/mL,產(chǎn)甲烷古菌為4.5×106個(gè)/mL和2.5×107個(gè)/mL,硫酸鹽還原菌為4.5×105個(gè)/mL和1.5×105個(gè)/mL。經(jīng)克隆文庫(kù)分析,沼氣池中細(xì)菌以未培養(yǎng)細(xì)菌(uncultured bacteria)為主,還有梭菌目(clostridiales)、互養(yǎng)菌屬(syntrophus)和γ-變形菌綱(gamma proteobacterium)細(xì)菌等類群,部分序列與GenBank中所公布序列的相似性較低(95%);古菌全是產(chǎn)甲烷古菌,以甲烷粒菌屬(methanocorpusculum)為主,其他類群包括甲烷袋狀菌屬(methanoculleus),甲烷鬃菌屬(methanosaeta),甲烷螺菌屬(methanospirillum)和馬氏甲烷八疊球菌(methanosarcina mazei)等類群。經(jīng)PCR-DGGE分析,沼氣池中細(xì)菌因運(yùn)行階段和運(yùn)行狀況的不同而有所不同,啟動(dòng)期主要是γ-變形菌綱(gamma proteobacterium)和桿菌(bacillus),正常產(chǎn)氣階段和運(yùn)行末期主要是真桿菌屬(eubacterium)細(xì)菌,另一地點(diǎn)沼氣池中擬桿菌綱(bacteroidetes)細(xì)菌為另一優(yōu)勢(shì)微生物群;沼氣池運(yùn)行的不同階段,古菌均以氫營(yíng)養(yǎng)型的甲烷粒菌屬(methanocorpusculum)為主,另一地點(diǎn)正常池中以甲烷袋狀菌屬(methanoculleus)和甲烷鬃菌屬(methanosaeta)為主。較之產(chǎn)甲烷古菌,細(xì)菌多樣性豐富得多。 【關(guān)鍵詞】：沼氣池 微生物群落 MPN T-A克隆 DGGE
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：S216.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 引言11-18
• 1.1 科學(xué)依據(jù)11-13
• 1.1.1 沼氣發(fā)酵的基本原理11-12
• 1.1.2 沼氣發(fā)酵的主要微生物及其相互作用12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展13-15
• 1.3 研究目的和意義15
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與主要技術(shù)路線15-18
• 1.4.1 主要技術(shù)路線15-16
• 1.4.2 主要技術(shù)方法16-17
• 1.4.3 主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 沼氣池中主要微生物的 MPN 計(jì)數(shù)分析18-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料18-19
• 2.2 培養(yǎng)基19-20
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法20-21
• 2.4 結(jié)果與討論21-25
• 2.4.1 觀測(cè)結(jié)果21-23
• 2.4.2 計(jì)數(shù)23-24
• 2.4.3 討論24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 沼氣池中細(xì)菌和古菌16S RDNA 克隆文庫(kù)的構(gòu)建26-43
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料26
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法26-33
• 3.2.1 樣品基因組 DNA 的提取26-28
• 3.2.2 16S rDNA 擴(kuò)增、純化和定量28-29
• 3.2.3 16S rDNA 克隆文庫(kù)的構(gòu)建29-33
• 3.2.4 16S rDNA 序列測(cè)定33
• 3.3 結(jié)果與討論33-42
• 3.3.1 DNA 提取33-35
• 3.3.2 PCR 擴(kuò)增35-37
• 3.3.3 克隆文庫(kù)的構(gòu)建37-38
• 3.3.4 沼氣池中微生物的多樣性38-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 沼氣池中細(xì)菌和古菌的 DGGE 分析43-54
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料43
• 4.2 主要試劑及其配制43-44
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法44-47
• 4.3.1 樣品基因組 DNA 的提取44
• 4.3.2 細(xì)菌高變區(qū)片段的擴(kuò)增44
• 4.3.3 古菌16S rDNA 序列擴(kuò)增44-45
• 4.3.4 古菌高變區(qū)片段的擴(kuò)增45
• 4.3.5 DGGE 分析45-47
• 4.3.6 切膠回收47
• 4.3.7 擴(kuò)增和測(cè)序47
• 4.4 結(jié)果與討論47-53
• 4.4.1 基因組 DNA 提取47-48
• 4.4.2 PCR 擴(kuò)增48-50
• 4.4.3 Reconditioning PCR50-51
• 4.4.4 沼氣池中細(xì)菌的多樣性51-52
• 4.4.5 沼氣池中古菌的多樣性52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第五章 全文結(jié)論及工作展望54-56
• 5.1 結(jié)論54
• 5.2 存在問題54-55
• 5.3 工作展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-62
• 附錄62-70
• 致謝70-72
• 作者簡(jiǎn)歷72

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低溫產(chǎn)甲烷菌群分析    王宇珊

酸預(yù)處理玉米秸稈與牛糞混合厭氧發(fā)酵試驗(yàn)研究    田永蘭

低溫兼性降解纖維素菌群特性及其模擬發(fā)酵研究    高洋

硫酸鹽還原菌腐蝕研究進(jìn)展    劉靖,侯寶利,鄭家燊,許立銘

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可用于微生物群落分子生態(tài)學(xué)研究的活性污泥總DNA提取方法研究    高平平,趙立平

綜述硫酸鹽還原菌腐蝕的防護(hù)措施    朱絨霞,那靜彥

活性污泥總DNA提取方法的研究    熊開容,張智明,張敏

硫酸鹽還原菌對(duì)油田套管腐蝕的研究    俞敦義，彭芳明，鄭家燊

新建沼氣池發(fā)酵與沼液喂豬的規(guī)范    鄭永英;王懷亮;盧士彬;

家用沼氣池基本知識(shí)講座 第三講 沼氣發(fā)酵與投料技術(shù)    

牛糞在沼氣發(fā)酵過程中的水解酶酶活變化研究    張無(wú)敵,宋洪川,尹芳,盧怡,徐慶賢,李建昌

沼氣知識(shí)十問    王國(guó)啟;李靜;齊靜芝;陳溪橋;董艷香;

攪拌對(duì)沼氣發(fā)酵的影響    蘇宜虎;陳曉東;馬洪儒;

偏低溫沼氣發(fā)酵促進(jìn)劑的初步研究    楊鵬可;周靜;胡夢(mèng);鄧斌;張宿義;胡承;

大力興辦沼氣 開發(fā)農(nóng)村能源    張國(guó)干;陳保良;

“全秸稈啟動(dòng)的沼氣發(fā)酵工藝研究”的成果通過鑒定    黃夔;李健;

牛糞為原料沼氣發(fā)酵之新工藝研究    葉茂南;蔡業(yè);黃德正;郭北燕;

沼氣發(fā)酵綜合利用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)    陶樸良,張無(wú)敵,宋洪川,熊志偉,韋小巋

沼氣發(fā)酵綜合處理養(yǎng)鵝場(chǎng)糞便污水的設(shè)計(jì)    蘇有勇;吳楨芬;孔琳;

沼氣發(fā)酵對(duì)屠宰場(chǎng)混合物的實(shí)驗(yàn)研究    阮越強(qiáng);馬煜;張無(wú)敵;尹芳;徐銳;李建昌;陳玉保;劉士清;

消毒劑對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)糞污產(chǎn)沼氣的影響    張京景;蘇有勇;孔琳;陳飛;李昊;

沼氣發(fā)酵在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    李順鵬;何健;崔中利;

小桐子種子半連續(xù)沼氣發(fā)酵的實(shí)驗(yàn)研究    薛文俊;馬煜;張無(wú)敵;尹芳;徐銳;劉士清;李建昌;陳玉保;何福全;

象糞中溫發(fā)酵產(chǎn)沼氣的實(shí)驗(yàn)研究    楊斌;馬煜;張無(wú)敵;徐銳;尹芳;陳玉保;李建昌;劉士清;

黑曲霉處理稻草秸稈提高沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣率的研究    胡曉明;張無(wú)敵;高正卿;何桂源;陳勇;和智明;

香蕉桿厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的實(shí)驗(yàn)研究    張嘯;楊斌;馬煜;徐銳;尹芳;李建昌;陳玉保;劉士清;張無(wú)敵;

NaOH預(yù)處理對(duì)水稻秸稈沼氣發(fā)酵的影響    覃國(guó)棟;劉榮厚;孫辰;

沼氣發(fā)酵在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    林國(guó)慶;

創(chuàng)造適宜的沼氣發(fā)酵環(huán)境    夏娥兒

沼氣發(fā)酵 細(xì)節(jié)問題要處理好    成安一中 程增亮

應(yīng)重視沼氣發(fā)酵原料預(yù)處理    唐山市豐潤(rùn)區(qū)新能源辦公室 曹新庭

如何制備沼氣發(fā)酵接種物    鞏存忠

高平沼氣秸稈氣建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)    張淵夫李強(qiáng)

頭枕青山不燒柴    熊云

沼肥是個(gè)寶 切莫浪費(fèi)了    通訊員 肖淋文

點(diǎn)燃富民藍(lán)色火焰    司勇

見識(shí)“沼氣豬圈”    本報(bào)記者　 李先昭 本報(bào)通訊員　 張軍

沼液在種植業(yè)中的應(yīng)用    

農(nóng)村沼氣生態(tài)校園模式及其綜合效益評(píng)價(jià)研究    王蘭英

纖維質(zhì)高效水解關(guān)鍵技術(shù)及其在木薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用    張慶華

利用兩種大型海藻制備生物能源的探索研究    馮大偉

混合原料沼氣厭氧發(fā)酵影響因素分析及工藝優(yōu)化    王曉嬌

餐飲廢棄物沼氣發(fā)酵特性研究    常國(guó)璋

沼氣發(fā)酵及分離提純技術(shù)研究    譚風(fēng)光

低溫沼氣發(fā)酵優(yōu)良菌系的篩選及優(yōu)勢(shì)菌群分析    孔維濤

太陽(yáng)能熱管沼氣發(fā)酵加熱系統(tǒng)研究    杜雙力

消毒劑對(duì)沼氣發(fā)酵影響的試驗(yàn)研究    張京景

高溫菌糠沼氣發(fā)酵的初探及產(chǎn)甲烷菌的分離    路子佳

沼氣發(fā)酵罐內(nèi)攪拌混合過程試驗(yàn)及CFD模擬研究    王潔

棉稈預(yù)處理及沼氣發(fā)酵系統(tǒng)微生物群落多樣性研究    白云

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預(yù)處理對(duì)小麥秸稈糖化及沼氣發(fā)酵的影響    楊興華