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一株光合细菌氮磷同化能力的研究

作　者: 刘敏
导　师: 梁运祥
学　校: 华中农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 光合细菌 富营养化 氮磷同化 水体净化
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


水环境富营养化污染是世界公认的“水体癌症”,引起了人们和众多学者们的广泛关注。本文主要以一株沼泽红假单胞菌为主要研究对象,研究了其在不同浓度培养基、不同外源物及自然水体条件下同化氮磷的基本规律,同时对光合细菌培养基进行了合理优化。具体研究结果如下：光合细菌在高浓度水体中对氮磷的同化量很高。当培养基中TN、TP浓度分别为314.04mg/L,402.73mg/L时,投入光合细菌六天后培养基中最终残留的氮磷含量分别为245.23mg/L和382.05mg/L,其对应的氮磷同化量高达68.81mg/L,20.68mg/L；光合细菌在中浓度水体中对氮磷的同化率最高。当培养中TN、TP浓度分别为1lmg/L和22.71mg/L时,投菌两天后,它对培养基中氮磷的同化率分别为65.23%和10.22%,其对应的同化量也能达到7.39mg/L和2.32mg/L；光合细菌在低浓度水体中对氮磷的同化效率降低,且同化量也有所下降。当培养基中TN浓度在3.5-6.5mg/L之间时,投菌后残留TN浓度均可降至2.6-2.8mg/L。而培养基中TP浓度在4-10mg/L时,光合细菌对磷素的同化量基本相同,在0.5mg/L左右。适量的FeCl3和MgSO4·7H20对光合细菌的生长及氮磷同化效率有促进作用：当FeCl3浓度为0.015g/L时,光合细菌总氮同化率为26.75%,比对照组高16.51%,其总氮同化量也较对照组提高了30.01mg/L。当MgSO4·7H20为5mg/L,其TN、TP的同化率最高,可达到22.39%和6.66%,较对照组提高了5.38%和4.65%；添加不同浓度的赤霉素均能显著提高光合细菌对TN的同化效率,当赤霉素的浓度为0.5mg/L时,光合细菌对总氮同化率为23.92%,比对照组提高了9.04%；沼泽红假单胞菌与粪红假单胞菌混合比例为1：0.25时,其总氮同化率达到最高,为81.84%,较对照组的沼泽红假单胞菌同化率提高了19.89%。通过对自然水体投洒光合细菌,使其在水体中的浓度达到105个菌/mL分析发现,光合细菌能有效降低自然水体中的NH4-N、SOP及TN的浓度,尤其是对SOP的同化能力最强,同化率高达89.94%。通过单因素和正交设计实验研究表明KH2PO4是影响光合细菌对培养基中氮磷同化效率最显著的因子。在保证发酵生物量的前提下,沼泽红假单胞菌培养基优化配方为：NaCl 2.0g NH4Cl 0.05g酵母抽提物1. Og MgSO4·7H2O 0.2g CH3COONa·3H2O 3. Og NaHCO3 2.Og KH2PO4 1.40g H2O 1000mL。该培养基可以显著提高光合细菌对培养基中氮磷的转化效率,降低培养基中残留的氮磷含量。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-9
1 前言  9-19
  1.1 研究背景  9
  1.2 微生物在水体富营养化中的作用  9-11
    1.2.1 现阶段水体富营养化的控制思路  10
    1.2.2 微生物的净水机理  10-11
  1.3 光合细菌的概况及其应用  11-18
    1.3.1 光合细菌的生理特性  11-12
    1.3.2 光合细菌处理水中氮磷的原理与特点  12-13
    1.3.3 光合细菌在环保方面的应用概况  13-14
    1.3.4 光合细菌在其它方面的应用  14-18
  1.4 研究目的与意义  18-19
2 材料与方法  19-25
  2.1 材料  19-20
    2.1.1 菌种  19
    2.1.2 培养基  19-20
    2.1.3 仪器设备  20
  2.2 方法  20-25
    2.2.1 不同接种量对光合细菌生长的影响  20
    2.2.2 不同浓度梯度培养基中光合细菌生长及氮磷转化的规律  20
    2.2.3 不同营养成分对光合细菌氮磷同化影响的单因素实验  20-21
    2.2.4 优化培养基组分的正交实验  21-22
    2.2.5 优化培养基的验证实验  22
    2.2.6 外源物对光合细菌生长及氮磷同化能力的研究  22-24
    2.2.7 光合细菌在自然水体中的应用效果  24-25
3 结果与分析  25-53
  3.1 不同接种量对光合细菌生长的影响  25
  3.2 不同浓度梯度培养基中光合细菌生长及氮磷转化的规律  25-27
  3.3 不同营养成分对光合细菌生长及氮磷同化率的影响  27-34
    3.3.1 不同浓度梯度的CH_3COONa·3H2_O对光合细菌生长及氮磷同化率的影响  27-28
    3.3.2 不同浓度梯度的NaHCO_3对光合细菌生长及氮磷同化率的影响  28-30
    3.3.3 不同浓度梯度的NaCl对光合细菌生长及氮磷同化率的影响  30-31
    3.3.4 不同浓度梯度的NH_4Cl对光合细菌生长及氮磷同化率的影响  31-32
    3.3.5 不同浓度梯度的酵母抽提物对光合细菌生长及氮磷同化率的影响  32-33
    3.3.6 不同浓度梯度的KH_2PO_4对光合细菌生长及氮磷同化率的影响  33-34
  3.4 优化培养基组分的正交实验  34-35
  3.5 优化培养基的验证实验  35-36
  3.6 外源物对光合细菌生长及氮磷同化能力的研究  36-47
    3.6.1 金属离子对光合细菌生长及氮磷同化率的影响  36-41
    3.6.2 植物生长激素对光合细菌生长及氮磷同化率的影响  41-44
    3.6.3 光合细菌PSB1的纯化和富集  44-45
    3.6.4 光合细菌的鉴定结果  45
    3.6.5 混菌发酵对光合细菌生长及氮磷同化率的影响  45-47
  3.7 光合细菌在自然水体中的应用  47-51
    3.7.1 光合细菌在灭菌湖水中的各指标变化规律  47-48
    3.7.2 光合细菌在自然水体中的各指标的变化规律  48-51
  3.8 讨论  51-53
4 结论与展望  53-55
  4.1 结论  53-54
  4.2 展望  54-55
参考文献  55-58
附录  58-61
  1、实验设计方案  58
  2、检测方法  58-60
  3、公式推导  60
  4、序列结果  60-61
致谢  61

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境科学基础理论 > 环境生物学 > 环境微生物学
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