三种厌氧功能菌株的分离鉴定和系统发育分析

论文摘要

目前,我国多数油田已进入高含水期,这将对原油的集输管线、回注管线及污水处理系统带来严重的腐蚀危害。在油田注水系统中,硫酸盐还原菌（SRB）是微生物腐蚀（MIC）的主要因素之一。微生物腐蚀广泛存在于土壤?海水供水系统及油田环境,而且已经造成了程度不同的腐蚀破坏?据统计,许多严重的腐蚀破坏,70%～80%直接由细菌引起或者与细菌有关,特别是硫酸盐还原菌。本课题改良了传统的厌氧培养方法;改良了硫酸盐还原菌、反硝化细菌的选择性培养基;开发了同步反硝化硫酸盐还原菌的选择性培养基;运用原子力显微镜对菌株进行形态观察,运用16SrDNA和脂肪酸鉴定方法对菌株进行系统发育分析,采用离子色谱方法记录培养液中的NO3-、NO2-和SO42-浓度,对菌株进行功能验证;对几株分离的硫酸盐还原菌进行了聚丙烯酰胺降解特性的测定。分离得到三株硫酸盐还原菌H1、I7和I8。经生理生化鉴定得出,H1为短杆芽孢杆菌,严格厌氧;经16SrDNA和脂肪酸鉴定得出,该菌株为梭杆菌,暂命名为Clostridium Clostridium bifermentans H1;经测定,其对聚丙烯酰胺的去除率为30.8%。对I7菌株的鉴定方法基本同上,所得出的结论为该菌为短杆无芽孢菌,严格厌氧,初步鉴定为Enterobacter中的新种,暂命名为Enterobacter cloacae I7,属于一般丙烯酰胺低聚体的衍生物。I8菌株也为短杆菌,兼性厌氧,初步鉴定为肠杆菌中的一个新种,暂命名为Enterobacter HPAMDegraded Bacteria I8。分离得到三株反硝化细菌F1、F18和F22-1,均为革兰氏阴性菌,在严格厌氧环境下生长速度较硫酸盐还原菌稍慢。经16SrDNA和脂肪酸鉴定得出,三株菌分别为Clostridium butyricum F1,对NO3-去除率为39.17%;Clostridium sp. F18,对NO3-去除率为58.56%;Thauera sp. F22-1,对NO3-去除率为44.56%。分离得到三株同步反硝化硫酸盐还原菌SN10,SN9,SN22-2,初步鉴定三株菌分别为Paenibacillus sp. SN10,对NO3-的去除率为98.52%,对SO 42-的去除率为96.49%;Paenibacillus lautus SN9,对NO3-的去除率为97.76%,对SO 42-的去除率为96.22%;Bacillus coagulans SN22-2,对NO3-的去除率为97.98%,对SO 42-的去除率为96.48%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 硫酸盐还原菌SRB的研究进展
• 1.1.1 硫酸盐还原菌的种属
• 1.1.2 硫酸盐还原菌的生理学特性
• 1.1.3 硫酸盐还原菌的生态学
• 1.1.4 SRB在硫循环体系中的地位和作用
• 1.1.5 硫酸盐还原菌SRB的应用
• 1.1.6 硫酸盐还原菌SRB的危害
• 1.1.7 硫酸盐还原菌的抑制研究
• 1.2 反硝化细菌DNB的研究进展
• 1.2.1 反硝化细菌的种属
• 1.2.2 反硝化细菌的生理特性
• 1.2.3 细菌的反硝化过程
• 1.2.4 反硝化细菌的遗传特性
• 1.2.5 反硝化过程的调控
• 1.2.6 氧对反硝化过程的调控作用
• 1.2.7 反硝化中间产物的生成与转化
• 1.2.8 反硝化过程的应用
• 1.3 同步反硝化硫酸盐还原菌
• 1.4 本课题研究的目的及内容
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 研究的目的及意义
• 1.4.3 主要研究内容
• 第2章 实验材料与方法
• 2.1 主要仪器设备和实验材料
• 2.1.1 主要仪器设备
• 2.1.2 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 分离介质和采样点的选择
• 2.2.2 菌株的分离与筛选
• 2.2.3 菌种普遍分离纯化方法
• 2.2.4 硫酸盐还原菌（SRB）的分离纯化方法
• 2.2.5 反硝化细菌（DNB）的分离纯化方法
• 2.2.6 同步反硝化硫酸盐还原菌的分离纯化方法
• 2.2.7 16S rDNA 技术
• 2.2.8 SRB的计数
• 2.2.9 菌株的特性研究和功能验证
• 第3章 硫酸盐还原菌的系统发育分析及功能验证
• 3.1 硫酸盐还原菌的鉴定
• 3.1.1 总体进化树
• 3.2 生理生化鉴定总表
• 3.3 H1 菌株的系统发育分析和特性研究
• 3.3.1 H1 菌株形态和生理生化鉴定
• 3.3.2 H1 菌株生长曲线的测定
• 3.3.3 H1 菌株的系统发育学分析
• 3.3.4 H1 菌株的对聚丙烯酰胺的生物降解特性研究
• 3.4 I7 菌株的系统发育分析和特性研究
• 3.4.1 I7 菌株形态和生理生化鉴定
• 3.4.2 I7 菌株的生长曲线
• 3.4.3 I7 菌株的系统发育分析
• 3.4.4 I7 菌株对聚丙烯酰胺进行生物降解的特性研究
• 3.5 I8 菌株的系统发育分析和特性研究
• 3.5.1 I8 菌株的形态和生理生化鉴定
• 3.5.2 I8 菌株生长曲线的测定
• 3.5.3 I8 菌株的系统发育学分析
• 3.5.4 I8 菌株的对聚丙烯酰胺的生物降解特性研究
• 3.6 本章小结
• 第4章 反硝化细菌的系统发育分析及功能验证
• 4.1 反硝化细菌的鉴定
• 4.1.1 生理生化鉴定总表
• 4.1.2 总体进化树
• 4.2 F1 菌株的分离鉴定和系统发育分析
• 4.2.1 F1 菌株形态和生理生化鉴定
• 4.2.2 F1 菌株的生长曲线的测定
• 4.2.3 F1 菌株的系统发育分析
• 4.2.4 F1 菌株的功能验证
• 4.3 F18 菌株的分离鉴定和系统发育分析
• 4.3.1 F18 菌株形态和生理生化鉴定
• 4.3.2 F18 生长曲线
• 4.3.3 F18 菌株的系统发育分析
• 4.3.4 F18 菌株的功能验证
• 4.4 F22-1 菌株的分离鉴定和系统发育分析
• 4.4.1 F22-1 菌株形态和生理生化鉴定
• 4.4.2 F22-1 生长曲线
• 4.4.3 F22-1 菌株的系统发育分析
• 4.4.4 F22-1 菌株的功能验证
• 4.5 本章小结
• 第5章 同步反硝化硫酸盐还原菌的系统发育分析及功能验证
• 5.1 同步反硝化硫酸盐还原菌的鉴定
• 5.1.1 生理生化鉴定总表
• 5.1.2 总体进化树
• 5.2 SN10 菌株的分离鉴定和系统发育分析
• 5.2.1 SN10 菌株形态和生理生化鉴定
• 5.2.2 SN10 菌株的系统发育分析
• 5.2.3 SN10 菌株的功能验证
• 5.3 SN9 菌株的分离鉴定和系统发育分析
• 5.3.1 SN9 菌株形态和生理生化鉴定
• 5.3.2 SN9 菌株的系统发育分析
• 5.3.3 SN9 菌株的功能验证
• 5.4 SN22-2 菌株的分离鉴定和系统发育分析
• 5.4.1 SN22-2 菌株形态和生理生化鉴定
• 5.4.2 SN22-2 菌株的系统发育分析
• 5.4.3 SN22-2 菌株的功能验证
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢