湖泊底泥和污水廠中電化學(xué)活性細(xì)菌的豐度分析和定量檢測(cè).pdf

1、電化學(xué)活性細(xì)菌(Electrochemically active bacteria，EAB)是一類能夠通過(guò)特定的代謝方式將代謝過(guò)程中產(chǎn)生的電子轉(zhuǎn)移至胞外電子受體的細(xì)菌，其在多種元素的生物地球化學(xué)循環(huán)、環(huán)境修復(fù)、廢水微生物處理以及微生物燃料電池等領(lǐng)域具有重要意義。目前關(guān)于EAB的生態(tài)學(xué)研究工作主要集中在海洋環(huán)境中，而淡水濕地和人工環(huán)境中的EAB的生態(tài)學(xué)調(diào)研工作相對(duì)較少。并且由于EAB的種類、代謝途徑的多樣性，其中起作用的相關(guān)基因和酶的種類

2、也各不相同，因此目前沒有一種廣譜的分子生物學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行鑒定和定量檢測(cè)。本課題以巢湖底泥樣品作為研究對(duì)象，對(duì)兩類典型的EAB Shewanella.spp和Geobacter.spp進(jìn)行生態(tài)學(xué)調(diào)研。同時(shí)利用WO3納米團(tuán)簇探針結(jié)合最大或然數(shù)理論(Most Probable Number,MPN)建立了一種廣譜的定量環(huán)境中EAB的方法。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.以巢湖底泥為調(diào)研對(duì)象，分析了不同采樣點(diǎn)的不同季節(jié)條件下兩種模式EA

3、B Shewanella和Geobacter的時(shí)空生態(tài)分布。研究結(jié)果表明，巢湖底泥中的Shewanella和Geobacter菌屬豐度水平較高，每克干底泥中特異性基因拷貝數(shù)為103-108。其中以南淝河及巢湖靠近南淝河的岸邊兩個(gè)采樣點(diǎn)的兩種細(xì)菌豐度最高。進(jìn)一步通過(guò)皮爾森相關(guān)系數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，巢湖底泥中氨氮和磷酸根的含量是影響Shewanella和Geobacter菌屬豐度的主要環(huán)境因子，由于氮磷是造成巢湖富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素，因此我們推測(cè)Sh

4、ewanella和Geobacter菌屬的豐度可能受到湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的影響。
　　2.以WO3納米團(tuán)簇探針作為定性檢測(cè)手段，結(jié)合MPN，建立了一種快速簡(jiǎn)便廣譜的定量環(huán)境中EAB的方法。通過(guò)分析模式EAB Shewanella oneidensisMR-1和Geobacter sulfurreducens DL-1在OD600分別為0.56和0.13時(shí)兩株細(xì)菌的菌液濃度，并將得到的結(jié)果與CFU直接計(jì)數(shù)及DAPI染色后計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行比較，

5、得到相似的定量結(jié)果。以此證明我們所建立的WO3-MPN方法用于定量純種EAB時(shí)的有效性。并且該方法在48小時(shí)內(nèi)即可得到細(xì)菌定量計(jì)數(shù)結(jié)果，而傳統(tǒng)的MPN方法用于計(jì)數(shù)EAB時(shí)，需要數(shù)周時(shí)間才能得出結(jié)果，相比之下該方法所需時(shí)間極短。我們進(jìn)一步利用該方法對(duì)巢湖底泥和合肥望塘污水處理廠中EAB進(jìn)行定量，定量結(jié)果表明巢湖底泥中EAB的豐度為104-106個(gè)細(xì)菌每克干底泥，合肥望塘污水處理廠中EAB的豐度為103-106個(gè)細(xì)菌每毫升樣品。最后通過(guò)皮爾