高效積累phb細(xì)菌和酵母混合菌群的馴化及菌種組成多樣性研究

1、U n i v e r s i t yC o d e ：1 0 2 2 5R e g i s t e rC o d e ：S 1 4 5 3 4D i s s e r t a t i o nf o r t h e D e g r e e o f M a s t e rE f f i c i e n t l ya c c u m u l a t e P H B b a c t e r i aa n d y e a s tc o m m u

2、 n i t y t a m e d a n d t h ed i v e r s i t yi n v e s t i g a t eC a n d i d a t e ：S u p e r v i s o r ：A s s o c i a t e S u p e r v i s o r ：W a n g G u o y i n gL i uC h a n g l iA c a d e m i c D e g r e e A p p

3、l i e d f o r ：M a s t e rS p e c i a l i t y ：D a t e o f 0 r a lE x a m i n a t i o n ：U n i v e r s i t y ：M i c r o b i o l o g yJ u n e ，2 0 1 4N o r t h e a s t F o r e s t r yU n i v e r s i t yA b s t r a tA b s

4、t r a c tP o l y h y d r o x y b u t y r a t e ( P H B ) a r e n a t u r a l p o l y e s t e r s t h a t a c c u m u l a t e i n n u m e r o t L sm i c r o o r g a n i s m s a si n t r a c e l l u l a rc a r b o na n d e

5、 n e r g ys t o r a g em a t e r i a l su n d e r n u t r i e n ta n dc a r b o ni m b a l a n c ec o n d i t i o n s ．O w i n gt o t h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e s o fP H B i s s i m i l a rt o t r a d i t i

6、o n a lp e t r o c h e m i c a l s y n t h e s i s p l a s t i c ，W h i l e i t w i t h t h e a d v a n t a g e o f b i o d e g r a d a b l ea n d b i o c o m p a t i b l ep o l y e s t e r s a n dS O o n ．P H Bi s an o

7、v e la n d f r i e n d l ym a t e r i a l w i t hw i d e l ya p p l i c a t i o n p r o s p e c t a n d p o t e n t i a l v a l u e ．S e w a g e s l u d g e c o n t a i n s d i f f e r e n t t y p e s o fa c c u m u l a

8、t e dP H B m i c r o b i a lw h i c h w a y c a ni n s t e a d o f p u r es t r a i np r o d u cP H B ．U s i n gs e w a g es l u d g e t o p r o d u c eP H BC a n d e c r e a s e t h e c o s t ．I n o r d e r t o i m p r

9、o v e t h e c a p a b i l i t i e s o fs y n t h e s i z i n gP H B ，W ea d j u s tt h e c u l t u r ec o n d i c t i o n s ．A d d i t i o n a l l y , d e n a t u r i n gg r a d i e n tg e le l e c t r o p h o r e s i s

10、( D G G E ) w a su s e dt o a n a l y z et h e p o p u l a t i o nd y n a m i c s h i f t s a n d s t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c sd u r i n g t h eo p t i m i z a t i o np r o c e s s a n d c u l t u r e

11、p e r i o d ．I n t ．h i s s t u d y , w eu s e ds o d i u ma c e t a t ea st h es i n g l ec a r b o na n da n a e r o b i c ／a e r o b i c ( A ／O )S B Rt o d o m e s t i c t h e m i c r o b i a l c o m m u n i t y s y n

12、 t h e s i z i n g P H B ．T o h e l p i m p r o v e P H Bp r o d u c t i o n ，t h ec u l t u r e m e d i u m C O D i n c r e a s e dg r a d u a l l y , s i m u l t a n e o u s l y d e c r e a s e d n i t r o g e n ，e s t

13、 a b l i s h e di m b a l a n c e c u l t u r e de n v i r o n m e n t ．T h er e s e a r c h r e s u l t s s h o w e dt h a t w i t h t h e c o n c e n t r a t i o no fC O D i n c r e a s e d ，b u t t h ec o n c e n t r

14、a t i o no fn i t r o g e n a n dp h o s p h o r u s d e c r e a s e d ，t h e P H B c o n t e n t i n c r e a s e dg r a d u a l l y ．W h e nt h eC O D i n c r e a s e dt o 12 0 0m g ／L ，C O D ／N = 8 0 ，C O D ／P = 2 0 0

15、，P H Ba c c u m u l a t i o nr e a c h e dt o am a x i m u mv a l u ei s a b o u t7 4 ．2 ％o ft h ed r yw e i g h t ．T h i s r e s e a r c hr e s u l t sa l s op r o v e dt h a t i m p r o v e dC O D c o n c e n t r a t i

16、 o n ，a n ds i m u l t a n e o u s l y r e d u c e dt h ec o n c e n t r a t i o no fn i t r o g e n a n d p h o s p h o r u s i s a n e f f e c t i v e w a yo f d o m e s t i c a t i o nh i g h e f f i c i e n t l y b a

17、 c t e r i ac o m m u n i t y ．T h ec o n c e r a t i o no f C O D ，n i t r o g e n ，p h o s p h o r u s a n d P H B w e r ed e t e c t e d i nd i f f e r e n tp e r i o dt o f i n dt h ed y n a m i c c h a n g e so fp r

18、 o d u c t i o n ．T h e r e a r el a r g ea m o u n to f w h i t eg r a n u l e sP H B i n t r a c e l l u l a r s h o w e db y s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ．A d d i t i o n a l l y ，P C R - D G G Ew

19、 a su s e dt o a n a l y z ec o m m u n i t yd i v e r s i t ya n ds t r u c t u r a l ．T h ee l e c t r o p h o r e s i sp i c t u r e r e s u l t ss h o w e d t h a tt h ed i v e r s i t yo f b a c t e r i ac o m m u n

20、 i t y i sq u i t er i c ha n ds t r u c t u r e i s c o m p l e x 。A m o n g t h e m 16 s t r a i n s w e r e d e t e c t e d t h e y b e l o n g t o 10 g e n e r a ，Z o o g l o e as p ．a(chǎn) n dR h i z o b i a l e sb a c t

21、 e r i u ma sd o m i n a n ts p e c i e s ．M a n yr e s e a r c h e ss h o w e dt h a tZ o o g l o e as p ．a(chǎn) n d R h i z o b i a l e sb a c t e r i u m w i t hh i g he f f i c i e n t l ys y n t h e s i so f P H B a b i

22、l i t y ，w h i c hm a y b et h er e a s o nw h y t h ef l o r aw i t hh i g h - y i e l d i n gP H B a b i l i t y ．A n a l y z et h em a i nb a n d so fD G G Ep r o f i l e s d u r i n gt h ep r o c e s so fd o m e s t

23、i c a t i o na n dC O D 12 0 0p h a s e ．R e s e a r c hr e s u l t ss h o w e d t h a t ，t h ec o m m u n i t yh a d h i g h - e f f i c i e n c ys y n t h e s i sP H B a b i l i t y ，w h i c ha s s o c i a t e dw i t h