溶藻菌与絮凝技术处理铜绿微囊藻的研究
发布时间：2025-05-27 22:57
当前,有害水华时常爆发,而铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)则是我国水华爆发的罪魁祸首。据报道,我国75%以上的湖泊遭受了水华污染,这不仅给地区经济发展带来了严重的威胁,也给水生生物乃至人类健康带来了不小挑战。由此可见,现在我们急需寻找能够有效治理有害水华的策略以减少其爆发给我们带来的不利影响。在本研究中,我们分别研究了不同溶藻菌以及微生物絮凝剂对铜绿微囊藻的除藻效果,并得到如下主要结论：(1)分别以麸皮和葡萄糖为碳源研究柠檬酸杆菌R1(Citrobacter sp. R1)对铜绿微囊藻的溶藻特性,结果表明,当以葡萄糖为唯一碳源时,细菌R1在72h时对铜绿微囊藻的溶藻率可达到81.63±2.18%；而当以麸皮为唯一碳源时,其72 h的溶藻率仅为-0.08±3.34%。为了研究造成该差异的分子机理,首先使用转座突变法构建细菌R1的突变株,再通过巢式PCR等技术获得该菌的溶藻关键基因,经鉴定该基因为糖原合成酶A,即glgA。随后分别在转录和翻译两个水平寻找原因。首先以glgA为目标基因,测定了两种不同碳源培养下glgA基因的表达量。结果发现葡萄糖为碳源时glgA基因的...
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 铜绿微囊藻及其危害
1.2 蓝藻水华的治理
1.2.1 化学治藻法
1.2.2 物理治藻法
1.2.3 生物治藻法
1.3 本研究的目的与意义
第二章 不同碳源诱导Citrobacter sp.R1溶藻活性差异原因的探索
2.1 实验材料
2.1.1 目标藻种与溶藻菌
2.1.2 培养基
2.1.3 主要试剂
2.1.4 主要仪器设备
2.1.5 主要引物序列
2.2 实验方法
2.2.1 两种不同碳源培养下Citrobacter sp.R1的溶藻特性
2.2.2 叶绿素a的提取及溶藻率计算
2.2.3 溶藻突变株的构建
2.2.4 突变株(TR1)的验证
2.2.5 溶藻基因的获取
2.2.6 TA克隆与转化
2.2.7 Real-time PCR法检测两种不同碳源培养下glgA基因相对表达量
2.2.8 SDS-PAGE凝胶电泳
2.3 实验结果
2.3.1 两种不同碳源培养下Citrobacter sp.R1的溶藻特性差异
2.3.2 两种不同碳源诱导细菌R1溶藻率差异原因的探索
2.4 分析与讨论
第三章 麸皮提高Alcaligenes aquatilis F8对铜绿微囊藻细胞毒性的研究
3.1 实验材料
3.1.1 目标藻种和溶藻菌
3.1.2 培养基
3.1.3 主要试剂
3.1.4 主要仪器设备
3.1.5 主要引物序列
3.2 实验方法
3.2.1 溶藻菌的培养、分离与鉴定
3.2.2 细菌F8的固定化与去固定化
3.2.3 溶藻活性的测定
3.2.4 麸皮中提高细菌F8溶藻活性的关键成分的推测
3.2.5 麸皮中提高细菌F8溶藻活性的关键成分的验证
3.2.6 统计分析
3.3 实验结果
3.3.1 细菌F8的筛选与鉴定
3.3.2 细菌F8的溶藻特性
3.3.3 麸皮提高固定化F8的溶藻活性
3.3.4 麸皮提高固定化F8溶藻活性机理的研究
3.4 分析与讨论
第四章 磁性纳米颗粒联合麸皮提高固定化Bacillus methylotrophicus ZJU对铜绿微囊藻细胞毒性的研究
4.1 实验材料
4.1.1 目标藻种和溶藻菌
4.1.2 培养基
4.1.3 主要试剂
4.1.4 主要仪器设备
4.1.5 主要引物序列
4.2 实验方法
4.2.1 溶藻菌的培养、分离与鉴定
4.2.2 Fe3O4纳米颗粒的制备
4.2.3 细菌ZJU的固定化及使用Fe3O4和麸皮改善细菌溶藻活性
4.2.4 Fe3O4和Fe3O4-coated固定化ZJU的磁性及其回收潜能的测定
4.2.5 溶藻实验
4.2.6 细菌ZJU对铜绿微囊藻的氧化损伤以及藻细胞的抗氧化应答
4.2.7 荧光染色及流式细胞仪分析
4.2.8 统计分析
4.3 实验结果
4.3.1 细菌ZJU的鉴定
4.3.2 游离以及固定化的细菌ZJU的溶藻活性
4.3.3 固定化细菌ZJU溶藻特性的改良
4.3.4 磁性特征以及其回收潜能的测定
4.3.5 细菌ZJU对铜绿微囊藻的溶藻效果
4.3.6 流式细胞仪检测藻细胞活力
4.4 讨论
第五章 制备复合絮凝剂用于治理铜绿微囊藻的研究
5.1 实验材料
5.1.1 目标藻种和溶藻菌
5.1.2 培养基
5.1.3 主要试剂
5.1.4 主要仪器设备
5.1.5 主要引物序列
5.2 实验方法
5.2.1 微生物絮凝剂产生菌的培养、分离与鉴定
5.2.2 分离并纯化微生物絮凝剂EPS
5.2.3 絮凝活性的测定
5.2.4 EPS特性研究
5.2.5 RSM实验设计
5.2.6 统计学分析
5.3 实验结果
5.3.1 细菌ZJU1的鉴定及其絮凝特性的测定
5.3.2 EPS的特性分析
5.3.3 RSM设计优化复合絮凝剂组成
5.3.4 复合絮凝剂絮凝特性的测定
5.4 分析与讨论
第六章 一种新型微生物絮凝剂去除铜绿微囊藻的研究
6.1 实验材料
6.1.1 目标藻种和溶藻菌
6.1.2 培养基
6.1.3 主要试剂
6.1.4 主要仪器设备
6.1.5 主要引物序列
6.2 实验方法
6.2.1 微生物絮凝剂产生菌的分离与鉴定
6.2.2 微生物絮凝剂EPS的分离与纯化
6.2.3 絮凝活性的测定
6.2.4 EPS-1特性研究
6.2.5 SDS-PAGE实验
6.2.6 EPS-1中蛋白组分对其絮凝活性贡献率的探索
6.2.7 优化EPS-1对高岭土及M. aeruginosa的絮凝参数
6.2.8 最优条件下EPS-1对高岭土及M. aeruginosa絮凝效率的测定
6.2.9 统计学分析
6.3 实验结果
6.3.1 细菌DT的分离与鉴定
6.3.2 EPS-1特性研究
6.3.3 EPS-1絮凝去除高岭土及M. aeruginosa参数的优化
6.3.4 EPS-1对高岭土及M. aeruginosa的最优絮凝特性
6.3.5 EPS-1对高岭土及M. aeruginosa的絮凝机制
6.4 讨论
第七章 总结与展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 展望与不足
参考文献
附录1
附录2
附录3
攻读学位期间发表论文与专利
本文编号：4047677
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 铜绿微囊藻及其危害
1.2 蓝藻水华的治理
1.2.1 化学治藻法
1.2.2 物理治藻法
1.2.3 生物治藻法
1.3 本研究的目的与意义
第二章 不同碳源诱导Citrobacter sp.R1溶藻活性差异原因的探索
2.1 实验材料
2.1.1 目标藻种与溶藻菌
2.1.2 培养基
2.1.3 主要试剂
2.1.4 主要仪器设备
2.1.5 主要引物序列
2.2 实验方法
2.2.1 两种不同碳源培养下Citrobacter sp.R1的溶藻特性
2.2.2 叶绿素a的提取及溶藻率计算
2.2.3 溶藻突变株的构建
2.2.4 突变株(TR1)的验证
2.2.5 溶藻基因的获取
2.2.6 TA克隆与转化
2.2.7 Real-time PCR法检测两种不同碳源培养下glgA基因相对表达量
2.2.8 SDS-PAGE凝胶电泳
2.3 实验结果
2.3.1 两种不同碳源培养下Citrobacter sp.R1的溶藻特性差异
2.3.2 两种不同碳源诱导细菌R1溶藻率差异原因的探索
2.4 分析与讨论
第三章 麸皮提高Alcaligenes aquatilis F8对铜绿微囊藻细胞毒性的研究
3.1 实验材料
3.1.1 目标藻种和溶藻菌
3.1.2 培养基
3.1.3 主要试剂
3.1.4 主要仪器设备
3.1.5 主要引物序列
3.2 实验方法
3.2.1 溶藻菌的培养、分离与鉴定
3.2.2 细菌F8的固定化与去固定化
3.2.3 溶藻活性的测定
3.2.4 麸皮中提高细菌F8溶藻活性的关键成分的推测
3.2.5 麸皮中提高细菌F8溶藻活性的关键成分的验证
3.2.6 统计分析
3.3 实验结果
3.3.1 细菌F8的筛选与鉴定
3.3.2 细菌F8的溶藻特性
3.3.3 麸皮提高固定化F8的溶藻活性
3.3.4 麸皮提高固定化F8溶藻活性机理的研究
3.4 分析与讨论
第四章 磁性纳米颗粒联合麸皮提高固定化Bacillus methylotrophicus ZJU对铜绿微囊藻细胞毒性的研究
4.1 实验材料
4.1.1 目标藻种和溶藻菌
4.1.2 培养基
4.1.3 主要试剂
4.1.4 主要仪器设备
4.1.5 主要引物序列
4.2 实验方法
4.2.1 溶藻菌的培养、分离与鉴定
4.2.2 Fe3O4纳米颗粒的制备
4.2.3 细菌ZJU的固定化及使用Fe3O4和麸皮改善细菌溶藻活性
4.2.4 Fe3O4和Fe3O4-coated固定化ZJU的磁性及其回收潜能的测定
4.2.5 溶藻实验
4.2.6 细菌ZJU对铜绿微囊藻的氧化损伤以及藻细胞的抗氧化应答
4.2.7 荧光染色及流式细胞仪分析
4.2.8 统计分析
4.3 实验结果
4.3.1 细菌ZJU的鉴定
4.3.2 游离以及固定化的细菌ZJU的溶藻活性
4.3.3 固定化细菌ZJU溶藻特性的改良
4.3.4 磁性特征以及其回收潜能的测定
4.3.5 细菌ZJU对铜绿微囊藻的溶藻效果
4.3.6 流式细胞仪检测藻细胞活力
4.4 讨论
第五章 制备复合絮凝剂用于治理铜绿微囊藻的研究
5.1 实验材料
5.1.1 目标藻种和溶藻菌
5.1.2 培养基
5.1.3 主要试剂
5.1.4 主要仪器设备
5.1.5 主要引物序列
5.2 实验方法
5.2.1 微生物絮凝剂产生菌的培养、分离与鉴定
5.2.2 分离并纯化微生物絮凝剂EPS
5.2.3 絮凝活性的测定
5.2.4 EPS特性研究
5.2.5 RSM实验设计
5.2.6 统计学分析
5.3 实验结果
5.3.1 细菌ZJU1的鉴定及其絮凝特性的测定
5.3.2 EPS的特性分析
5.3.3 RSM设计优化复合絮凝剂组成
5.3.4 复合絮凝剂絮凝特性的测定
5.4 分析与讨论
第六章 一种新型微生物絮凝剂去除铜绿微囊藻的研究
6.1 实验材料
6.1.1 目标藻种和溶藻菌
6.1.2 培养基
6.1.3 主要试剂
6.1.4 主要仪器设备
6.1.5 主要引物序列
6.2 实验方法
6.2.1 微生物絮凝剂产生菌的分离与鉴定
6.2.2 微生物絮凝剂EPS的分离与纯化
6.2.3 絮凝活性的测定
6.2.4 EPS-1特性研究
6.2.5 SDS-PAGE实验
6.2.6 EPS-1中蛋白组分对其絮凝活性贡献率的探索
6.2.7 优化EPS-1对高岭土及M. aeruginosa的絮凝参数
6.2.8 最优条件下EPS-1对高岭土及M. aeruginosa絮凝效率的测定
6.2.9 统计学分析
6.3 实验结果
6.3.1 细菌DT的分离与鉴定
6.3.2 EPS-1特性研究
6.3.3 EPS-1絮凝去除高岭土及M. aeruginosa参数的优化
6.3.4 EPS-1对高岭土及M. aeruginosa的最优絮凝特性
6.3.5 EPS-1对高岭土及M. aeruginosa的絮凝机制
6.4 讨论
第七章 总结与展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 展望与不足
参考文献
附录1
附录2
附录3
攻读学位期间发表论文与专利
本文编号：4047677
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