SBR工艺处理抗生素类制药废水过程中的细菌多样性分析

论文摘要

抗生素类药品是目前应用最为广泛的药物之一,当前抗生素类生产废水的无害化处理主要采用微生物法。本项研究的主要目的是对抗生素废水处理系统中的细菌多样性进行分析,为进一步优化抗生素类废水处理工艺条件,筛选出降解抗生素废水能力更强的菌种奠定基础。本试验选择SBR工艺中曝气阶段、沉淀阶段、闲置阶段三个时期采样,分别提取3个样品中的细菌总DNA,然后针对细菌16S rDNA基因V3区进行PCR扩增,将得到的三个时期的PCR扩增产物进行DGGE分子梯度凝胶电泳。将不同时期的特征条带和共有条带进行割胶测序,将测序所得序列提交Gen Bank数据库中进行Blast比对,得出相关种属的序列信息。同时对DGGE图谱进行丰度、优势度、吸光度分析。结果表明：SBR工艺整个曝气阶段细菌多样性较丰富,而且在曝气反应时段条带数量比沉淀阶段和闲置阶段更加丰富。有些菌种在3个阶段一直保持优势性,有些菌种只在一个反应时段作为优势菌种起作用,而在其他反应阶段的优势性并不明显,甚至未出现条带。可以说明DGGE图谱比较真实的反应出整个SBR处理工艺中细菌多样性的特点。通过DGGE图谱分析得出：15条条带中分别有黄杆菌属（Flavobacterium sp.）、苯分解菌（Benzene-decomposing sp.）、冰冻小杆菌（Frigoribacterium sp.）、2种脱硫杆菌（Desulfobacterium anilini）、黄金杆菌（Chryseobacterium sp.）、放线菌属（actinobacterium）、拟杆菌（Bacteroidetes sp.）、嗜氨副球菌属（Paracoccus sp.）、铁还原菌属（Iron-reducing sp.）、酸杆菌属（Acidobacteria sp.）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）,2种专性厌氧菌（Syntrophus aciditrophicus）,绿弯菌(（Chloroflexisp.）,其中有1种厌氧菌和5种好氧菌为不可培养的细菌。不同反应时段的优势菌种各有不同,并呈现出一定的变化规律。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 抗生素的简介
• 1.1.1 抗生素的发现
• 1.1.2 抗生素的定义
• 1.1.3 抗生素的发展
• 1.1.4 抗生素的分类
• 1.2 抗生素废水的特点
• 1.3 抗生素类工业废水的处理现状
• 1.3.1 物力化学处理法
• 1.3.2 生物处理法
• 1.3.3 序批式活性污泥法（SBR法）
• 1.4 PCR-DGGE技术
• 1.4.1 PCR-DGGE技术的简介
• 1.4.2 PCR-DGGE技术的应用
• 1.5 本试验研究的目的内容及意义
• 第2章 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 供试菌种及质粒
• 2.1.3 PCR扩增引物
• 2.1.4 主要生化及分子生物学试剂
• 2.1.5 培养基
• 2.1.6 试剂盒
• 2.1.7 实验仪器
• 2.2 样品的采集
• 2.2.1 SBR工艺法的工作流程
• 2.2.2 抗生素废水的取样时间和方法
• 2.3 细菌总基因组的提取
• 2.3.1 抗生素废水基因组的提取方法
• 2.3.2 总基因组提取结果的验证
• 2.3.3 提取基因组后的保存
• 2.4 PCR扩增
• 2.4.1 PCR反应
• 2.4.2 PCR产物的回收
• 2.4.3 PCR产物的纯化
• 2.4.4 PCR结果的验证
• 2.5 分子梯度凝胶电泳（DGGE）
• 2.5.1 DGGE条件的优化
• 2.5.2 DGGE试验方法
• 2.5.3 DGGE结果的检测
• 2.6 DGGE条带克隆、测序及分析
• 2.6.1 变性聚丙烯酰胺凝胶条带的回收
• 2.6.2 回收产物的PCR扩增
• 2.6.3 克隆片断的连接转化及扩大培养
• 2.6.4 克隆结果的检测
• 2.6.5 测序结果分析
• 2.7 多样性的研究
• 第3章 结果与分析
• 3.1 试验结果
• 3.1.1 总基因组DNA的提取结果
• 3.1.2 16S rDNA V3区PCR扩增结果
• 3.1.3 DGGE条件的优化
• 3.2 试验结果分析
• 3.2.1 分子梯度凝胶电泳结果
• 3.2.2 DGGE图谱分析
• 第4章 讨论
• 4.1 课题背景
• 4.2 废水处理系统中细菌总DNA的提取
• 4.3 不同阶段处理系统中的菌群变化
• 4.4 造成污水处理系统中菌群变化的原因
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文