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乙醇降解菌的筛选、16S rDNA鉴定以及培养基优化和生长特性研究
作 者: 李宗亮
导 师: 金海如
学 校: 浙江师范大学
专 业: 植物学
关键词: 乙醇降解菌 筛选 16S rDNA序列 培养基优化 环境因子 有机酸
分类号: Q93
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
酒文化已有几千年的历史,乙醇的利用在生活中逐渐增多。但是,过量饮酒严重影响着人们的身体健康,含有乙醇的废液的大量排放破坏了生态平衡,对环境带来了很大的影响。随着人们生活水平的要求不断提高,以及人们对环境的保护意识逐渐增强,解酒剂以及乙醇废液的处理日益受到人们的关注。本研究的主要内容如下:1、基于透明圈法筛选乙醇降解菌本研究从酸败的酒槽、腐烂的水果以及腌制的咸菜中,利用透明圈法获得了四株具有降解乙醇能力的菌株。编号分别为Ⅰ号、Ⅳ号、Ⅶ号和Ⅷ号,经过革兰氏染色实验,获得的四株菌株均为革兰氏阴性菌。2、基于16S rDNA序列对乙醇降解菌的鉴定分析利用3730 DNA分析仪对获得的四株菌株分别进行了16S rDNA测序,Ⅰ号菌株的16S rDNA的序列碱基数为1413 bp,经过同源性分析以及基因系统树分析,Ⅰ号菌株与植物乳杆菌的同源性达到100%;Ⅳ号菌株的16S rDNA的序列碱基数为1233 bp,经过同源性分析以及基因系统树分析,Ⅳ号菌株与希氏乳杆菌的同源性达到99.1%;Ⅶ号菌株的16S rDNA的序列碱基数为1354 bp,经过同源性分析以及基因系统树分析,Ⅶ号菌株与巴氏醋杆菌的同源性达到100%;Ⅷ号菌株的16S rDNA的序列碱基数为1354 bp,经过同源性分析以及基因系统树分析,Ⅷ号菌株与希氏乳杆菌的同源性达到99.5%。3、基于正交实验法优化乙醇降解菌的培养基经过乙醇降解速率的研究,发现Ⅶ号菌株降解乙醇的速率最高。本研究对Ⅶ号菌株的培养基条件进行了探究,结果发现,Ⅶ号菌株的最佳碳源为牛肉膏,最佳氮源为蛋白胨。采用正交法对Ⅶ号菌株的培养基进行了优化处理,结果显示,Ⅳ号菌株的最优培养基组合为0.5%牛肉膏、1.0%蛋白胨、0.3%NaCl、0.1% K2HP04·3H20.0.05%MgS04·7H20和0.001%FeS04.7H20.培养基优化后,Ⅶ号菌株的乙醇降解能力为初始培养基培养菌株的3.19倍。4、探究了外界条件对乙醇降解菌的影响本研究探究了温度、pH值和转速对Ⅶ号菌株生长的影响。结果显示,该菌株最佳的培养温度为35℃,最佳初始pH值为5.5,在60转/分、120转/分和180转/分培养中,菌株生长的影响不大,而在0转/分的培养下,菌株生长比较缓慢。因此,最佳的外界培养条件为:培养温度为35℃,初始pH值为5.5,转速为60转/分。5、探究了不同有机酸对乙醇降解菌的影响本研究选取了苹果酸、柠檬酸和乙酸对Ⅶ号菌株生长的影响,设定梯度分别为0.3%、0.5%和0.7%。结果发现,0.5%的苹果酸明显提高菌株的生长,而0.7%的苹果酸对菌株的影响有抑制作用;而乙酸对菌株的生长均具有抑制作用;0.3%的柠檬酸对菌株的生长具有促进作用,但是,0.5%和0.7%的柠檬酸对菌体的生长却有抑制作用。结果表明,0.5%的苹果酸对菌体生长的促进效果最佳。本研究筛选的乙醇降解菌可以作进一步研究并应用于工业生产,为新型生物解酒药的研究和乙醇废液生物处理提供新的方向,具有较好的现实指导意义。
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全文目录
摘要 5-7 ABSTRACT 7-13 第一章 文献综述 13-28 1 乙醇的简介 13-17 1.1 乙醇的物理性质 13 1.2 乙醇的化学性质 13-16 1.3 乙醇的代谢与吸收 16-17 2 解酒药以及乙醇废液处理工艺的研究现状 17-21 2.1 解酒药研究现状 17-20 2.2 乙醇废水处理研究现状 20-21 3 乙醇脱氢酶的概况及研究现状 21-28 3.1 乙醇脱氢酶的概况 21-22 3.2 ADH的国内外研究现状 22-24 3.3 ADH的提取纯化 24 3.4 ADH的应用 24-28 第二章 基于透明圈法对乙醇降解菌的筛选 28-32 1 实验材料与实验试剂 28 1.1 实验材料 28 1.2 实验器材 28 2 实验方法 28-29 2.1 富集培养基及方法 28-29 2.2 初筛培养基及方法 29 2.3 纯化培养基及方法 29 2.4 保藏培养基 29 3 结果与分析 29-31 3.1 菌株的初筛 29-30 3.2 乙醇降解菌的筛选 30-31 4 讨论 31-32 第三章 基于16S rDNA对乙醇降解菌的鉴定分析 32-44 1 实验材料与实验试剂 32 1.1 实验材料 32 1.2 实验器材 32 2 实验方法 32-35 2.1 细菌活化培养 32-33 2.2 革兰氏染色 33 2.3 细菌培养 33 2.4 基因组提取(SK1201-UNIQ-10柱式细菌基因组DNA抽提试剂盒) 33-34 2.5 PCR反应 34 2.6 DNA琼脂糖切胶纯化(UNIQ-10柱式DNA胶回收试剂盒) 34-35 2.7 DNA测序 35 3 结果与分析 35-42 3.1 革兰氏染色 35-36 3.2 凝胶电泳结果 36-42 4 讨论 42-44 第四章 乙醇降解菌的生理生化研究及培养基成分的探究 44-52 1 实验材料与实验试剂 44 1.1 实验材料 44 1.2 实验器材 44 2 实验方法 44-47 2.1 乙醇消耗量的测定方法 44 2.2 菌液浓度测定方法 44-45 2.3 细菌活化培养 45 2.4 生理生化研究方法 45-46 2.5 培养基成分对菌株Ⅶ号生长的影响 46 2.6 数据统计 46-47 3 结果与分析 47-51 3.1 乙醇降解速率测定 47 3.2 菌株对乙醇最高耐受浓度研究 47 3.3 Ⅶ号菌株的生理生化反应 47-48 3.4 培养基成分对对Ⅶ号菌株生长的影响 48-50 3.5 培养基成分对Ⅶ号菌株降解乙醇能力的影响 50-51 4 讨论 51-52 第五章 基于正交法对乙醇降解菌培养基的优化 52-56 1 实验材料与实验试剂 52 1.2 实验材料 52 2 实验方法 52-53 2.1 细菌活化培养 52 2.2 细菌种子液培养 52-53 2.3 乙醇消耗的测定方法 53 2.4 正交试验法 53 3 结果与分析 53-55 3.1 正交试验极差分析 53-54 3.2 正交试验方差分析 54 3.3 验证结果 54-55 4 讨论 55-56 第六章 不同培养条件对乙醇降解菌生长影响的探究 56-61 1 实验材料与实验试剂 56 1.2 实验材料 56 2 实验方法 56-57 2.1 细菌活化培养 56 2.2 细菌培养 56-57 2.3 具体实验方法 57 3 结果与分析 57-60 3.1 初始培养基pH值对乙醇降解菌生长的影响 57-58 3.2 温度对乙醇降解菌生长的影响 58-59 3.3 转速对乙醇降解菌生长的影响 59-60 4 讨论 60-61 第七章 不同有机酸对乙醇降解菌的生长影响的探究 61-64 1 实验材料与实验试剂 61 1.2 实验材料 61 2 实验方法 61-62 2.1 细菌活化培养 61 2.2 细菌种子液培养 61-62 2.3 菌液浓度测定方法 62 2.4 培养方法 62 3 结果与分析 62-63 3.1 不同有机酸对生物量的影响 62-63 3.2 不同有机酸对培养基pH值的影响 63 4 讨论 63-64 参考文献 64-71 致谢 71-73 攻读学位期间取得的研究成果 73-74
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中图分类: > 生物科学 > 微生物学
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