首页> 正文

针铁矿/赤铁矿对互营氧化产甲烷过程中微生物代谢途径和主要基因的影响

2020-12-02阅读(546)

针铁矿/赤铁矿对互营氧化产甲烷过程中微生物代谢途径和主要基因的影响

论文摘要

有机质厌氧产甲烷过程中,短链脂肪酸互营氧化是有机质降解的关键环节,目前人们对于参与该过程的微生物群落及功能了解不多,研究发现铁氧化物能促进互营氧化产甲烷。本论文重复添加碳源丙酸和丁酸,以针/赤铁矿为代表,用16S rRNA高通量测序技术分析不同产甲烷周期中微生物群落变化,用荧光定量PCR和宏基因组测序的方法研究丙酸和丁酸互营氧化代谢途径以及产甲烷过程中主要基因。主要结论如下:（1）随着产甲烷周期的延长,微生物群落组成的种类更加多样,细菌初始为AUTHM297和T78,随后开始出现丙酸氧化菌或丁酸氧化菌,到第六个产甲烷周期中优势微生物已经富集,在丙酸和丁酸组中优势细菌分别为Syntrophobacter和Syntrophomonas,产甲烷古菌为Methanothrix,Methanoculleus和Methanosarcina。（2）通过底物降解实验可知添加针/赤铁矿能促进丙酸到乙酸反应,赤铁矿的效果最显著,针铁矿次之,不添加铁氧化物的对照组最慢;定量PCR实验bac16s rRNA细菌的基因拷贝数在同一数量级108范围内,定量PCR和宏基因组方法测得mcr基因的含量都是针铁矿>赤铁矿>对照组;宏基因组可知丙酸的降解是通过甲基丙二酰辅酶和Malonate Semialdehyde途径,针/赤铁矿对丙酸的代谢途径影响不大;CH4产量和速率知赤铁矿>针铁矿,而产甲烷基因的相对丰度是针铁矿>赤铁矿,piliA基因丰度针铁矿组>赤铁矿组,OmcS基因丰度赤铁矿组>针铁矿组,由此可知赤铁矿组中可能存在DIET促进了产甲烷的速率。（3）通过底物降解实验可知添加针/赤铁矿能促进丁酸到乙酸反应,针铁矿的效果最明显,赤铁矿次之,不添加铁氧化物的对照组最慢;定量PCR实验16s rRNA细菌的基因拷贝数在同一数量级108范围内,定量PCR和宏基因组方法测得mcr基因的含量都是赤铁矿组>针铁矿组>对照组;宏基因组可知丁酸降解是通过β氧化和氧化为琥珀酸途径;由CH4产量和速率知针铁矿组>赤铁矿组,而产甲烷基因的相对丰度是赤铁矿组>针铁矿组,OmcS基因丰度赤铁矿组>针铁矿组,赤铁矿组中可能存在DIET促进了产甲烷的速率。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 微生物厌氧产甲烷概述
  •     1.2.1 脂肪酸互营氧化
  •   1.3 导电材料促进产甲烷现状
  •   1.4 种间电子传递
  •   1.5 论文的研究意义及主要内容
  • 第二章 材料与方法
  •   2.1 实验设计
  •     2.1.1 实验材料
  •   2.2 测试方法
  •     2.2.1 甲烷的测定
  •     2.2.2 VFA的测定
  •     2.2.3 污泥样品DNA的提取
  •   2.3 16S rRNA高通量测序
  •   2.4 质粒的获取
  •     2.4.1 荧光定量PCR
  •   2.5 生物信息学分析
  •     2.5.1 宏基因组文库的构建和测序
  •     2.5.2 宏基因组数据分析
  •     2.5.3 基因预测和基因丰度
  •     2.5.4 分类预测和功能注释
  • 第三章 不同产甲烷周期的微生物群落变化
  •   3.1 前言
  •   3.2 微生物群落分析
  •     3.2.1 门水平细菌群落分析
  •     3.2.2 属水平古菌群落分析
  •     3.2.3 属水平细菌群落分析
  •   3.3 本章小结
  • 第四章 铁氧化物对丙酸互营氧化的影响
  •   4.1 前言
  •   4.2 结果与讨论
  •     4.2.1 丙酸降解
  •     4.2.2 丙酸组微生物群落分析
  •     4.2.3 代谢功能注释
  •     4.2.4 丙酸代谢
  •     4.2.5 甲烷代谢
  •     4.2.6 Pili和细胞色素基因情况
  •   4.3 小结
  • 第五章 铁氧化物对丁酸互营氧化的影响
  •   5.1 前言
  •   5.2 结果与讨论
  •     5.2.1 丁酸的降解
  •     5.2.2 丁酸组微生物群落分析
  •     5.2.3 代谢功能注释
  •     5.2.4 丁酸代谢
  •     5.2.5 甲烷代谢
  •     5.2.6 Pili和细胞色素基因情况
  •   5.3 小结
  • 第六章 结论
  •   6.1 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 黄纷

    导师: 岳正波

    关键词: 短链脂肪酸,微生物群落,代谢途径,厌氧产甲烷,基因

    来源: 合肥工业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,环境科学与资源利用

    单位: 合肥工业大学

    基金: 国家自然科学基金铁氧化物,硫酸盐矿物与厌氧微生物交互作用及环境效应(41130206),铁氧化物促进短链脂肪酸互营氧化产生甲烷的机制研究(41572326)

    分类号: Q935;X50

    DOI: 10.27101/d.cnki.ghfgu.2019.000107

    总页数: 76

    文件大小: 7190K

    下载量: 121

    相关论文文献

    • [1].产甲烷菌抑制剂对便秘小鼠结肠微生物菌群及代谢产物的影响[J]. 应用与环境生物学报 2020(03)
    • [2].微生物电解池产甲烷技术研究进展[J]. 化工学报 2019(07)
    • [3].嗜冷产甲烷菌厌氧消化研究进展[J]. 江西化工 2013(01)
    • [4].碳酸氢盐对嗜氢和嗜乙酸产甲烷菌的影响机制[J]. 中国环境科学 2017(05)
    • [5].低温沼气技术:低温产甲烷过程及嗜冷产甲烷菌[J]. 环境科学导刊 2013(06)
    • [6].一株低温产甲烷菌的分离和鉴定[J]. 辽宁农业科学 2012(02)
    • [7].寺河矿煤地质产甲烷微生物菌群的保藏和产甲烷性能[J]. 微生物学通报 2018(05)
    • [8].嗜酸产甲烷菌及其在厌氧处理中的应用[J]. 应用生态学报 2011(02)
    • [9].龙泉煤层气田产甲烷菌群富集的厌氧产气中试研究[J]. 煤炭科学技术 2019(07)
    • [10].滨海湿地甲烷产生途径和产甲烷菌研究进展[J]. 应用生态学报 2016(03)
    • [11].嗜冷性产甲烷菌的研究进展[J]. 安徽农业科学 2013(13)
    • [12].西山矿区产甲烷菌群的富集培养及产气条件优化[J]. 煤 2017(11)
    • [13].赵庄井田产甲烷菌群富集与产气条件优化[J]. 能源与环保 2018(09)
    • [14].多原料混合发酵产甲烷动力学特性研究[J]. 太阳能学报 2017(11)
    • [15].桂林会仙岩溶湿地产甲烷菌的数量、群落组成和活性[J]. 应用与环境生物学报 2017(06)
    • [16].氨氮浓度对猪粪厌氧消化及产甲烷菌群结构的影响[J]. 环境工程学报 2018(08)
    • [17].生物反应器模拟生活垃圾填埋降解产甲烷性能[J]. 农业工程学报 2018(13)
    • [18].寺河矿区产甲烷菌群降解不同阶煤的能力研究[J]. 煤炭技术 2018(12)
    • [19].反刍动物瘤胃优势产甲烷菌菌群结构及多样性研究进展[J]. 动物营养学报 2019(09)
    • [20].产甲烷菌分离纯化过程中存在的问题分析[J]. 现代农村科技 2011(15)
    • [21].现代分子生物学技术在瘤胃产甲烷菌研究中的应用[J]. 中国奶牛 2009(11)
    • [22].微生物电合成系统还原二氧化碳产甲烷的电势依赖性[J]. 应用与环境生物学报 2017(06)
    • [23].不产甲烷菌低温降解秸秆粪便试验研究[J]. 环境科学与管理 2012(01)
    • [24].秸秆类木质纤维原料产甲烷潜力及动力学分析[J]. 沈阳农业大学学报 2019(04)
    • [25].梯度提高进料浓度对鸡粪连续中温发酵产甲烷的影响[J]. 农业工程学报 2018(09)
    • [26].产甲烷菌耐酸培养及其以餐厨为底物的产气特性[J]. 环境工程学报 2016(11)
    • [27].饲料碳水化合物来源对宣汉黄牛瘤胃固相粘附产甲烷菌数量的影响[J]. 中国畜牧杂志 2015(S1)
    • [28].一种自凝集丙酸产甲烷菌剂的驯化方法[J]. 乙醛醋酸化工 2019(09)
    • [29].不同菌源作用下煤微生物产甲烷的对比研究[J]. 煤炭转化 2018(06)
    • [30].宏基因组分析方法探究高精料日粮对奶牛瘤胃产甲烷菌的影响[J]. 农业大数据学报 2019(01)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  

    针铁矿/赤铁矿对互营氧化产甲烷过程中微生物代谢途径和主要基因的影响
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 神降笔 版权所有 鄂ICP备12018319号-6