寡营养芽孢杆菌的筛选鉴定及发酵活力的研究

论文摘要

寡营养芽孢杆菌是一类能在特定环境下生存的微生物,具有寡营养条件下能够生长的特性,能有效降低微污染水体中的氨氮和有机物,改善水体环境,在水体应用方面具有良好的发展前景。本研究首先对实验室保藏的菌株进行筛选,得到一株寡营养条件下生长良好的菌株,通过形态学观察、生理生化特性测定及16S rDNA序列同源性和系统发育树分析对其进行鉴定,其次对该菌株的最佳发酵条件与培养基进行优化,最后研究不同培养方式对寡营养条件下菌体的生长代谢及发酵活力的影响,为其大规模的应用提供数据支持。本研究的主要内容与结果如下:（1）从实验室保藏的菌株中筛选得到一株寡营养芽孢杆菌K1,通过形态特征观察、生理生化特性测定及16S rDNA序列同源性和系统发育树分析,鉴定该菌株K1为蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）。将筛选得到的菌株接种到富营养化水体中,结果发现菌株K1对水体中氨氮及硝态氮的最大降解率分别为53.3%和42.2%。（2）采用单因素试验法确定其温度、初始pH、接种量、装瓶量等因素对菌体生长的影响,最佳条件为:37℃、180 r/min、接种量2%、装瓶量50 mL（250 mL）、初始pH为5.0。然后采用单因素法和Box-Behnken设计,优化培养基组分,最终得到的最佳培养基配方:葡萄糖30.25 g/L、蛋白胨12.40 g/L、MgSO4 0.81 g/L。在此条件下,菌体的生物量是优化前的1.7倍,发酵液pH略高于优化前。（3）在寡营养条件下,向培养基中添加不同浓度的葡萄糖、氯化铵、磷酸二氢钾,结果发现:添加葡萄糖能促进菌体的生长,葡萄糖浓度越高,促进作用越明显;而氯化铵则抑制菌体的生长,浓度越高,抑制作用越强;磷酸二氢钾发酵前期能显著促进菌体生长,后期促进作用不明显。（4）研究不同培养方式对菌体生长代谢的影响,结果发现:摇床培养条件下,菌体的细胞密度是静置培养的5倍,菌体对磷酸根的利用率相对较高,菌体对糖类的消耗影响不显著。在不同稀释倍数的LB培养基中,研究不同培养方式对K1生长的影响,结果发现:稀释5倍时,摇床培养条件下菌体密度显著高于静置培养的菌体密度,稀释倍数持续增大,不同培养方式对菌体的细胞密度影响不显著,发酵液pH均呈现上升趋势。（5）将静置与摇床得到的种子液转接到寡营养条件下培养,结果发现:静置培养得到的种子液转接后摇床培养菌体的细胞密度和对蛋白质消耗利用明显高于摇床培养得到的种子液转接后的培养。摇床培养得到的种子液转接后摇床培养对总糖的利用略高于静置培养得到的种子液转接后的培养。静置培养得到的种子液转接后摇床培养菌体糖酵解相关酶（GK、PK、PFK和PDH）活力显著高于摇床培养得到的种子液转接后的培养,营养物质浓度越低,菌体的糖酵解相关酶活力越低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1 寡营养细菌的概述
•     1.1 寡营养细菌概念及营养类型
•     1.2 寡营养细菌的适应机制
•     1.3 寡营养细菌的研究方法
•       1.3.1 寡营养细菌的分离方法
•       1.3.2 寡营养细菌的检测方法
•   2 寡营养细菌的应用
•     2.1 寡营养细菌对污染水体的净化
•       2.1.1 寡营养细菌对污染水体的净化
•       2.1.2 寡营养细菌对微污染水体净化
•     2.2 寡营养细菌作为污染检测的工具
•     2.3 寡营养细菌对环境的维持和改善作用
•     2.4 寡营养细菌活性物质的研究
•   3 立题背景和研究内容
•     3.1 立题背景
•     3.2 研究内容和技术路线
•       3.2.1 研究内容
•       3.2.2 技术路线
• 第二章 寡营养细菌的筛选及鉴定
•   前言
•   1 试验材料与仪器设备
•     1.1 试验材料
•       1.1.1 试验菌株
•       1.1.2 培养基
•       1.1.3 仪器设备
•   2 试验方法
•     2.1 寡营养细菌的筛选
•     2.2 寡营养细菌鉴定及系统进化树的构建
•     2.3 寡营养细菌降解能力的研究
•   3 结果与讨论
•     3.1 寡营养细菌的筛选
•     3.2 寡营养细菌的形态特征观察
•     3.3 寡营养细菌的生理生化特征
•     3.4 寡营养细菌的鉴定
•     3.5 寡营养细菌降解氨氮的研究
•   4 小结与讨论
• 第三章 寡营养芽孢杆菌发酵工艺优化
•   前言
•   1 试验材料及仪器设备
•     1.1 试验材料
•       1.1.1 试验菌种
•       1.1.2 培养基
•       1.1.3 仪器设备
•   2 试验方法
•     2.1 菌株活化
•     2.2 发酵条件优化
•       2.2.1 发酵时间的确定
•       2.2.2 接种量大小的确定
•       2.2.3 发酵温度的确定
•       2.2.4 装液量的确定
•       2.2.5 发酵初始pH的确定
•     2.3 单因素法优化
•       2.3.1 碳源种类的优化
•       2.3.2 氮源种类的优化
•       2.3.3 无机盐种类的优化
•     2.4 发酵培养基成分的优化
•     2.5 葡萄糖、氯化铵和磷酸二氢钾的添加对寡营养条件下K1 的生长影响
•   3 结果与讨论
•     3.1 发酵条件优化
•       3.1.1 发酵时间对菌体生长的影响
•       3.1.2 接种量对菌体生长的影响
•       3.1.3 发酵温度对菌体生长的影响
•       3.1.4 装液量对菌体生长的影响
•       3.1.5 初始pH对菌体生长的影响
•     3.2 单因素法优化
•       3.2.1 不同碳源对菌体生长以及芽孢率的影响
•       3.2.2 不同氮源对菌体生长以及芽孢率的影响
•       3.2.3 不同无机盐对菌体生长以及芽孢率的影响
•     3.3 发酵培养基成分的响应面优化
•     3.4 验证性试验
•     3.5 葡萄糖、氯化铵和磷酸二氢钾的添加对寡营养条件下K1 生长影响
•       3.5.1 葡萄糖的添加对寡营养条件下K1 生长代谢影响
•       3.5.2 氯化铵的添加对寡营养条件下对K1 生长影响
•       3.5.3 磷酸二氢钾的添加对寡营养条件下K1 生长代谢影响
•   4 小结与讨论
• 第四章 培养方式对寡营养芽孢杆菌生长代谢及发酵活力的影响
•   前言
•   1 试验材料与仪器设备
•     1.1 试验材料
•       1.1.1 试验菌株
•       1.1.2 培养基
•       1.1.3 仪器设备
•     1.2 技术流程图
•   2 试验方法
•     2.1 不同的培养方式对菌体的影响
•     2.2 不同营养物质浓度条件下,培养方式对菌体的影响
•     2.3 不同的培养方式对寡营养条件下对K1 发酵活力的影响
•       2.3.1 转接后不同的培养方式对K1 生长的影响
•       2.3.2 转接后不同的培养方式对K1 代谢的影响
•       2.3.3 转接后不同的培养方式对K1 相关酶活的影响
•   3 结果与讨论
•     3.1 培养方式对菌体的生长代谢影响
•       3.1.1 培养方式对菌体生长的影响
•       3.1.2 培养方式对菌体代谢的影响
•     3.2 不同营养物质浓度条件下,培养方式对菌体生长的影响
•     3.3 培养方式对寡营养条件下K1 发酵活力的影响
•       3.3.1 转接后培养方式对K1 生长的影响
•       3.3.2 转接后培养方式对 K1 代谢的影响
•       3.3.3 转接后培养方式对相关酶活力的影响
•   4 小结与讨论
• 第五章 总结与展望
•   1 主要结论
•   2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵小敏

导师: 程新,邹小明

关键词: 寡营养,蜡样芽孢杆菌,优化,发酵活力,关键酶活

来源: 江西农业大学

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,环境科学与资源利用

单位: 江西农业大学

分类号: X172;X52

DOI: 10.27177/d.cnki.gjxnu.2019.000052

总页数: 58

文件大小: 2983K

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