基于16S rDNA鉴定技术的纸机系统细菌多样性研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:jyx781004
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腐浆的形成是造纸工业中普遍存在的弊病,而其产生的直接原因就是微生物的生长繁殖,要做好腐浆的防控工作,首先要对纸机系统的微生物进行研究。本论文在国内外腐浆研究状况的基础上,采用基因工程、分子生物学手段以及传统的纯培养手段研究了芬欧汇川(常熟)纸业有限公司(UPM)PM1纸机机架腐浆样品以及网下白水样品的微生物多样性,并就分离纯化的腐浆细菌成生物膜能力以及降解纸浆纤维能力进行了进一步探讨。主要内容与所得结论如下:(1)以UPM PM1纸机网下白水和腐浆为实验样品,提取细菌总DNA,进行细菌16S基因的克隆,建立基因文库。通过16S rDNA序列分析,鉴定其微生物种类,并进行系统发育分析。白水细菌分属于6个不同门,优势顺序为变形菌(Proteobacteria)(77.05%)、厚壁菌门(Firmicutes)(11.48%)、放线菌(Actinobacteria)(4.92%)、异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus)(3.28%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(1.64%)和蓝细菌门(Cyanobacteria)(1.64%)。首次在中国纸机鉴定出的Schlegelella aquatica为克隆文库的优势菌株。腐浆细菌分属于9个不同门:变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、螺旋体门(Spirochaetes)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)。其中变形菌门为绝对优势菌群,占库容总量的71.79%。(2)使用UPM PM1纸机机架腐浆为材料,在LB培养基(Luria-Bertani培养基、溶菌肉汤)、KB培养基(金氏培养基)、NYGA培养基、进料浆培养基上经过划板分离得到118株菌株。通过进一步16S rDNA序列分析,初步鉴定得到9种不同细菌:Exiguobacterium profundum、Bacillus weihenstephanensis、Bacillus thuringiensis、Acidovoraxtemperans、Diaphorobacter nitroreducens、Flavobacterium cucumis、Exiguobacteriumaestuarii、Bacillus korlensis、Pseudomonas jinjuensis。(3)选取每种培养基纯化培养得到的菌株进行成生物膜能力研究。以液体LB培养基为底物,研究其在试管壁上形成生物膜的能力。实验表明部分细菌能够在光滑的试管壁上形成絮状物粘附于试管壁,也能在试管底部形成大量絮凝体。而部分细菌则未能形成明显的生物膜。成生物膜能力最强的为Bacillus thuringiensis,其次为Acidovoraxtemperans、Pseudomonas jinjuensis。(4)选取LB5、LB7、LB18、NYGA35、NYGA54、KB62、进料浆94、进料浆107、进料浆108,共9个菌种进行纤维素降解实验,采用灭菌短纤维纸浆(取自UPM磨后槽)作为底物。取样时间点分别为:0h、2h、6h、12h、24h、48h。高效液相色谱测定其葡萄糖浓度,结果表明菌种LB7Bacillus weihenstephanensis、KB62Exiguobacterium aestuarii具有明显的降解纤维素能力,这说明其对于纸机系统纸浆纤维有一定的破坏性。另一方面,这类菌种能否进一步筛选作为纸机系统分离的生物质能源利用菌种有待进一步分析。
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