低温厌氧生境中产甲烷古菌的分离、鉴定及菌群结构分析

【摘要】： 低温厌氧消化技术在实现废弃物资源循环利用方面发挥着很重要的作用。本实验对在厌氧消化过程中起关键作用的产甲烷古菌进行了研究,同时采用PCR-DGGE技术研究了低温厌氧消化系统中微生物群落的结构变化。 采用Hungate厌氧操作技术,从西藏林芝和堆龙德庆地区厌氧消化系统中分离出三株兼性嗜冷产甲烷古菌,即LZ-6、DL-4和DL-5。通过16S rDNA分析,菌株LZ-6属于甲烷粒菌属(Methanocorpusculum)的小甲烷粒菌(序列相似性99%)。对LZ-6的生物学特性进行了研究。菌体呈小的不规则球形,最适生长温度25℃,利用H2/CO2,微利用甲酸,不利用乙酸、甲醇。 本文采集了厌氧消化系统中不同月份的样品,提取基因组总DNA,分别扩增细菌和古菌的16S rDNA V3区。DGGE图谱的初步分析结果表明,不同月份的样品的DGGE带谱在条带数量、位置及条带亮度上存在较大差异。Quantity One软件定量分析表明,厌氧消化系统的细菌、古菌群落组成主要分为四种类型,即秋初期、秋末期、冬末期和春初期。典型条带测序结果显示,存在于每个样品中的优势细菌类群为Uncultured bacterium clone FLSED43和Uncultured rumen bacterium clone YRC75。产甲烷古菌菌群主要类群为甲烷粒菌属(Methanocorpusculum)。 【关键词】：低温产甲烷古菌 DGGE 16S rDNA
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究目的及意义11-12
• 1.2 低温产甲烷古菌研究进展12-14
• 1.2.1 嗜冷产甲烷古菌的分离12-13
• 1.2.2 嗜冷产甲烷古菌的嗜冷原理13-14
• 1.2.3 低温环境中产甲烷古菌的分子生物学研究14
• 1.3 变性梯度凝胶电泳14-18
• 1.3.1 原理15-17
• 1.3.2 PCR-DGGE 技术在微生物生态学中的应用17
• 1.3.3 PCR-DGGE 技术常见问题17-18
• 1.3.4 PCR-DGGE 图谱分析18
• 1.4 研究内容和方法18-20
• 1.4.1 研究内容18-19
• 1.4.2 研究方法19
• 1.4.3 主要技术路线19-20
• 第二章 低温产甲烷古菌的分离、鉴定及生物学特性研究20-38
• 2.1 实验材料20
• 2.2 实验方法20-27
• 2.2.1 实验装置20-21
• 2.2.2 富集培养21-22
• 2.2.3 分离纯化22-23
• 2.2.4 纯度鉴定23
• 2.2.5 形态学研究23-24
• 2.2.6 生长特性研究24
• 2.2.7 16S rDNA 扩增、测序及系统发育分析24-27
• 2.3 结果与讨论27-38
• 2.3.1 分离的菌株27-29
• 2.3.2 菌株LZ-6 的生物学特性研究及其系统发育学分析29-34
• 2.3.3 菌株DL-5 的部分生物学特性研究34-38
• 第三章 DGGE 分析厌氧消化器中微生物群落结构的变化38-60
• 3.1 实验材料38
• 3.2 实验方法38-46
• 3.2.1 总DNA 的提取38
• 3.2.2 PCR38-41
• 3.2.3 电泳41-42
• 3.2.4 DGGE 技术42-45
• 3.2.5 DGGE 图谱分析45-46
• 3.3 结果和讨论46-60
• 3.3.1 所取样的厌氧消化系统运行情况分析46-49
• 3.3.2 总 DNA 的提取49
• 3.3.3 PCR49-52
• 3.3.4 DGGE 图谱分析52-60
• 第四章 全文结论与展望60-62
• 4.1 全文结论60-61
• 4.1.1 低温产甲烷古菌的分离60
• 4.1.2 菌株 LZ-6 生物学特性描述60
• 4.1.3 低温厌氧消化系统中菌群结构分析60-61
• 4.2 不足和展望61-62
• 参考文献62-69
• 附录69-73
• 作者简介73-74
• 致谢74

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