菲律宾蛤仔黏附污泥天然生物絮凝剂的微生态机制研究
菲律宾蛤仔黏附污泥已被报道是一种非常有前景的天然生物絮凝剂资源具备絮凝、脱色、重金属去除等典型微生物絮凝剂活性，且能自然沉淀、适合淡水和海水处理。有研究促成本研究假说，菲律宾蛤仔黏附污泥的絮凝活性可能与其中的微生物有关。为此，本文深入研究菲律宾蛤仔黏附污泥的微生物生态组成、絮凝活性菌的生物多样性和胞外多糖的化学多样性，以及抗细菌抗生素抑制下培养蛤仔的耐药絮凝活性菌，试图证明黏附污泥中的微生物是其产生絮凝活性的根源，另外依据生态复配的策略，对菲律宾蛤仔黏附污泥进行了生态仿生制备的尝试。然而，菲律宾蛤仔黏附污泥的微生物生态组成、其中的絮凝活性微生物群落的生物多样性与胞外多糖化学多样性却尚未被探索，因此，本文针对菲律宾蛤仔黏附污泥中具有功能性的微生物组分进行了深入性的研究。 通过生物学研究，采用不同类型的培养基进行人工分离培养，从分离自黏附污泥中32个不同形态特征的细菌中筛选出14株具有高絮凝活性的絮凝剂产生菌，16S rDNA鉴定分别为Pseudoalteromonas sp.(5)，Psychrobacter sp.(3)，Halomonas sp.(2)， Albirhodobacter sp.(1)，Celeribacter sp.(1)，Kocuria sp.(1)和Bacillus sp.(1)。同时，通过高通量16S rDNA/18S rDNA/ITS Miseq测序方法对菲律宾蛤仔黏附污泥中的细菌/真菌群落结构进行了研究，以细菌群落共覆盖的16个门，32个纲，78个目.132个科和139个属展现出了黏附污泥较高的的微生物多样性，而真菌群落的丰度值较低。将分离鉴定的絮凝活性菌与整个黏附污泥的分类学单元对比发现，6株絮凝活性菌株可以在黏附污泥的细菌群落中发现其具有相同分类学地位OTU，所占比例为0.4%。生物学研究结果证明，菲律宾蛤仔黏附污泥中的微生物在其絮凝活性中是一种关键性因素,真菌在絮凝活性方面却未起到明显作用。通过化学研究，絮凝活性菌发酵液分离提取物的理化性质分析表明：絮凝活性菌的絮凝活性成分以大量多糖和少量蛋白质组成；提取物在固定投加量下，均有50%以上的絮凝活性。单糖组分研究显示均是由甘露糖、氨基葡萄糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、氨基半乳糖、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、岩藻糖等其中的9-10种单糖组成。将研究结果与课题组前期针对菲律宾蛤仔黏附污泥整体的絮凝成分的化学性质分析结果对比后发现，在定量分析与单糖组成上都展现出了高度的相似性。化学研究结果再次证明絮凝活性菌是黏附污泥中的重要的絮凝活性成分之一。另外，在基于对用抗生素抑制细菌的蛤仔暂养系统中收集的黏附污泥具有一定絮凝活性的前提下，通过对该条件下的黏附污泥中的微生物分离和高通量测序后的结果表明，该条件下的黏附污泥中存在具有一定絮凝活性的耐药细菌，主要以变形菌门(Proteobacteria）中的Glaciecola sp.为主，丰度比例达99.3%。 本文通过生物与化学手段证明了菲律宾蛤仔黏附污泥中丰富的微生物的存在，其中的絮凝活性微生物群落是其絮凝活性的关键因素之一，同时从中所获得的新型絮凝活性菌可作为新的生物絮凝剂的开发和利用，所揭示的微生物多样性可作为黏附污泥的复杂生态环境的研究基础，后期的絮凝活性菌的生态仿生复合虽未实现，但为今后以天然菲律宾蛤仔黏附污泥作为生物源进行生物絮凝剂的工业化生产奠定了理论基础。
菲律宾蛤仔;黏附污泥;生物絮凝剂;多糖提取;微生态机制
浙江海洋大学
硕士
海洋科学
穆军
2018
中文
S944.47
93
2018-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）