基于高通量测序技术研究环境微生物群落结构特征

作     者：肖飞 丁旭升 樊培培 王维红 XIAO Fei;DING Xusheng;FAN Peipei;WANG Weihong

作者机构：新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052 塔里木大学水利与建筑工程学院新疆阿拉尔843300 

出 版 物：《广西师范大学学报（自然科学版）》 (Journal of Guangxi Normal University:Natural Science Edition)

年 卷 期：2023年第41卷第2期

页      面：175-189页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51968071) 

主　　题：好氧颗粒污泥 高通量技术 微生物菌群 番茄酱废水 微生物酶 

摘      要：采用高通量测序技术对序批式反应器(R1、R2处理)中微生物群落结构的演变及多样性进行分析,同时对细菌群落与人工模拟番茄酱废水水质相关性进行分析,对微生物酶进行预测。结果表明:微生物菌群在门、纲和属水平上存在显著差异,其中门类水平上,Proteobacteria(变形菌门)和Bacteroidetes(拟杆菌门)为优势菌门;纲水平上,Betaproteobacteria(β-变形菌纲)、Alphaproteobacteria(α-变形杆菌纲)和Bacteroidia(拟杆菌纲)为优势菌纲;属水平上,Zoogloea(动胶菌属)和Flavobacterium(黄杆菌属)为优势菌属。在颗粒形成初期至稳定期,R1、R2中Proteobacteria、Bacteroidetes、Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria、Bacteroidia、Zoogloea和Flavobacterium丰度变化分别为1.75%、-7.20%、35.49%、0.12%、-15.23%、-3.11%和-5.23%;1.78%、-2.00%、33.11%、-0.54%、-14.80%、-2.87%和6.13%,各处理的丰度变化较小,丰度差异见于Alphaproteobacteria、Bacteroidia和Flavobacterium。相关性分析表明,Sphingobacteriia和Negativicutes与NH3-N和PO_(4)^(3-)-P、Flavobacteria与COD呈显著负相关,Gammaproteobacteria、Clostridia与COD和NH3-N呈显著正相关,Betaproteobacteria与PO_(4)^(3-)-P呈显著正相关。Proteobacteria具有脱氮作用,Bacteroidetes与EPS的降解等有关,Acidobacteria对絮体污泥的初始凝聚具有积极作用。絮体期的污泥还存在Anaerolineae, Anaerolineae有利于絮体污泥的沉降。Delta-9 desaturase(硬脂酰辅酶A脱氢酶,ó-9脱氢酶)和transport system permease protein(系统通透酶蛋白)丰度较高,lactocepin(乳酸菌素)、linoleoyl-CoA desaturase(亚油酰辅酶A脱氢酶)和ribosomal protein S6 modification protein(核糖体蛋白S6修饰蛋白)变化最显著,但整个体系中的微生物酶保持有类似的功能。