蚯蚓粪便微生物多样性的研究及除臭微生物的分离筛选

蚯蚓粪便微生物多样性的研究及除臭微生物的分离筛选

论文摘要

随着我国规模化、集约化畜牧业的发展,畜禽生产中产生的恶臭对环境的污染不断加剧,不但严重影响着家畜(禽)的健康和生产性能的发挥,而且对人类的健康造成极大的威胁。蚯蚓粪是具有很高孔隙率和比表面积的颗粒状物质,是臭气高效吸附剂,并且粪便中含有大量微生物,可促进有机质的分解而达到除臭的目的。80年代,日本、德国等国家已经将蚯蚓粪用于生活垃圾的生物处理中,取得了预期的效果,而在国内这方面的研究还比较少。本文围绕蚯蚓粪的生物除臭进行了以下的研究:1.以牛粪为基料,在常温下饲养蚯蚓,饲养到第10d、20d、30d时,从混合物的上层、中层、下层分别采集的蚯蚓粪便。采用丙酮去除粪便中的有机质,运用SDS、苯酚、蛋白酶K结合裂解细胞的方法,成功地从蚯蚓粪中提取出了总的DNA。通过电泳和分光光度计对DNA的完整性与纯度进行了检测,结果发现提取的DNA完整性良好,大小为23KB左右,DNA的吸光值D260/D280=1.6~1.8,完全满足了对蚯蚓粪微生物菌落结构的PCR-SSCP分析。2.运用PCR-SSCP方法对不同阶段的蚯蚓粪微生物菌落结构进行了分析,结果发现,细菌的多样性变化呈现缓慢上升趋势,真菌的多样性呈下降趋势,而且最底层的细菌微生物多样性要比其它层面上的微生物指数高,并且多样性指数都在0.8以上。3.通过对蚯蚓粪便微生物的富集、驯化,初步分离到20株除臭微生物菌株,其中除硫的细菌7株,真菌4株,除氨的细菌6株,真菌3株。通过试验复筛选出11株有较强的除臭能力的微生物。从分离出的微生物可以看出,细菌占筛选出菌株的55%。4.为筛选用于除臭实验的堆肥配方,采用了互不拮抗B6与B1-6为供试菌株,进行了蚯蚓粪除臭配方的正交试验设计,获得了适合的蚯蚓粪生物除臭配方的组合为:猪粪80%,稻草20%,菌料比1:1000(mL:g)。5.按正交试验确定的蚯蚓粪除臭配方,将复筛实验中筛选出来的除臭菌株,且互不拮抗的除H2S和除NH3的菌株分别进行三个菌株组合,进行猪粪的除臭试验,结果发现:在培养18d时,除H2S平均释放量为213.13mg/kg,与CK相比释放量降低了46.26%。除NH3的平均释放量为146.74mg/kg,与CK相比释放量降低了46.31%。将三个菌株组合的除臭效果与单个菌株的除臭效果相比较,在相同的培养时间下,三个菌株组合的效果都要优于复筛试验中的单个菌株的效果。6.对纯培养微生物进行了分子生物学技术鉴定,结果表明:B1、B5、B1-2、B1-4为芽孢杆菌属,B3、B2为产碱杆菌属,F3为青霉属,B1-6未定义,分离得到的菌株中芽孢杆菌占优势,占总数的57.2%,同时含有产碱菌属。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 文献综述
  • 1.1 微生物多样性的研究进展
  • 1.1.1 微生物多样性的概念
  • 1.1.2 传统微生物多样性的研究方法
  • 1.1.3 分子生物学技术在环境微生物研究中的进展
  • 1.1.4 PCR—SSCP技术在微生物多样性研究中的运用
  • 1.2 生物除臭的研究进展
  • 1.2.1 臭气的危害
  • 1.2.2 生物除臭的原理
  • 1.2.3 生物除臭的特点
  • 1.2.4 生物除臭法在工农业中的应用
  • 1.2.5 蚯蚓粪除臭的研究
  • 1.3 研究的主要内容和目的意义
  • 1.3.1 本实验研究的主要内容
  • 1.3.2 本实验的目的意义
  • 2 材料与方法
  • 2.1 试验材料
  • 2.1.1 试验原料和场地
  • 2.1.2 试验所用的工具酶及主要试剂
  • 2.1.3 主要仪器设备
  • 2.1.4 有关试剂和溶液的配制
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 采用PCR-SSCP对蚯蚓粪便的微生物多样性研究
  • 2.2.2 高效除臭菌的分离筛选
  • 2.2.3 除臭复合微生物的研制
  • 2.2.4 菌种的鉴定
  • 2.3 统计分析方法
  • 3 实验结果
  • 3.1 蚯蚓粪便分子生物学检测结果与分析
  • 3.1.1 基因组DNA提取结果
  • 3.1.2 PCR扩增结果
  • 3.1.3 PCR-SSCP检测结果
  • 3.1.4 蚯蚓微生物群落结构多样性分析
  • 3.2 蚯蚓粪便除臭微生物的分离筛选的结果与分析
  • 3.2.1 高效除臭菌的分离
  • 3.2.2 菌种的初步筛选结果
  • 3.2.3 复筛实验结果
  • 3.2.4 除臭微生物效果的检测
  • 3.3 菌种的鉴定
  • 3.3.1 微生物的常规鉴定结果
  • 3.3.2 微生物形态结构观察
  • 3.3.3 分子生物学鉴定
  • 4 讨论
  • 4.1 微生物菌落结构的PCR-SSCP分析
  • 4.2 菌种的筛选
  • 4.3 猪粪除臭配方对除臭效果的影响
  • 4.4 多菌株混合培养的除臭效果
  • 4.5 进一步研究的打算
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的文章
  • 相关论文文献

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