产氢产乙酸互营共培养体的结构改良与基质转化能力研究

作     者：刘崇 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李建政

授予年度：2011年

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] 

主      题：产氢产乙酸菌 互营共培养体 结构改良 基质转化 

摘      要：有机废水厌氧生物处理系统中,产氢产乙酸菌群的生态位位于产酸发酵菌群和产甲烷菌群之间,其产氢产乙酸作用对厌氧消化过程具有显著限制作用。然而,由于互营共生的特性,产氢产乙酸菌的分离纯化十分困难,纯培养物匮乏,极大地限制了厌氧发酵系统中产氢产乙酸作用的研究。本课题以获得产氢产乙酸菌纯培养物为目标,借助向富集得到的产氢产乙酸互营共培养体中投放已知耗氢的产甲烷菌的方法,通过传代培养,淘汰共培养体中的其他耗氢微生物,从而达到简化菌群结构、增加菌群组成透明度的目的,为进一步研究产氢产乙酸菌的生理生态特性奠定基础。 研究首先通过复壮培养,从前期得到的产氢产乙酸互营共培养体中优选出丙酸氧化型和丁酸氧化型互营共培养体各4个。PCR-DGGE技术对其群落组成分析结果表明,丙酸氧化型互营共培养体中的产氢产乙酸菌模式菌株为Pelotomaculum schinkii HHT,其伴生菌含有产氢梭菌Clostridium和消化球菌属Peptococcaceae等;丁酸氧化型互营共培养体重得产氢产乙酸菌为脱硫弧菌Desulfotomaculum,其伴生菌为产氢梭菌Clostridium等。 从现有菌种库中选择了具有典型形态结构和耗氢代谢特征显著的标准菌株巴氏甲烷八叠球菌( Methanosarcina barkeri )和亨氏甲烷螺菌(Methanospirllum hungatei),并以其为耗氢菌对筛选的互营共培养体进行了结构改造。结果表明,编号分别为丙D(丙酸氧化型)和丁T(丁酸氧化型)互营共培养体,在加入巴氏甲烷八叠球菌后变现出了更强的产氢产乙酸能力。其中,改良后的丙酸氧化型互营共培养体丙D,在37℃、pH 6.5、丙酸浓度2000 mg/L和NHCl 750 mg/L的条件下,对丙酸的转化能力最强,可作为进一步研究产氢产乙酸互营共培养体生理生态特性及分离产氢产乙酸菌纯培养物的样品。