石油烃降解菌的筛选与多样性分析

石油烃降解菌的筛选与多样性分析

论文摘要

目前,石油烃污染成为许多地区不可忽视的土壤环境污染问题。石油烃污染物来源有很多,包括原油泄漏和溢油事故、工厂含油废物的排放以及空气的沉降和开采冶炼时含油废物的堆置等。这些石油烃污染物会破坏土壤结构,影响当地的生态环境和作物的生长发育,进而对人类造成安全威胁和经济损失。生物降解被认为是降解石油烃污染的有效方法之一,因其对周围环境污染小、操作简便和费用低等优势逐渐成为研究的热点。本试验从东营和淄博采集土壤样品,对石油降解菌进行筛选,测序鉴定及特性研究。另一方面,为了探究自然情况下石油烃污染物对微生物多样性的影响,还对样品进行了高通量测序及相关分析。研究主要结果如下:1.从淄博和东营采集样品,以石油为唯一碳源进行石油降解菌的筛选和鉴定。通过测序鉴定出35株细菌,其中假单胞菌属(Pseudomonas)6株,芽孢杆菌属(Bacillus)5株,不动杆菌属(Acinetobacter)4株,寡养单胞菌属(Stenotrophornon)3株,红球菌属(Rhodococc)3株,无色杆菌属(Achromobacter)3株,肠杆菌属(Enterobacter)1 株,单胞菌属(Brevundimonas)1株,副球菌属(Paracoccus)1株,阿尔比红细菌属(Albirhodobacte)1株,盐单胞菌属(Holomonas)1株,莱茵海默氏菌属(Rheinheimera)1株,盐田菌属(Salinicola)1 株,微杆菌属(Microbacterium)1 株,短杆菌属(Brevibacterium)株。2.随后又测得其生长状况和降解率的数据。从所得结果来看,在18 ℃时,大部分菌株出现了迟缓期较长,最大生长量较小的现象,而在28 ℃和38 ℃时多数菌株的生长状况大致相同,且在38 ℃的最大生长量要大于28 ℃时的最大生长量。然而部分菌株在18 ℃的条件下具有较大的最大生长量和较长的稳定期。在降解率方面,菌株的降解率均超过30%,大部分菌株的降解率随温度的升高而增加,菌株ZB-100-1和ZB-100-2却出现了 18 ℃时降解率增大的现象。3.本试验还对淄博和东营土壤进行了高通量测序,结果显示:石油烃污染物可以改变土壤中微生物的群落结构,如降低微生物物种丰富度和改变土壤中优势菌群的组成。淄博和东营两地的未受石油烃污染的土壤样品的微生物物种丰富度均高于石油烃污染的土壤样品。淄博土壤样品之间在物种丰富度和均匀程度上没有出现较大的差异。但微生物群落结构表现出明显的差异,尤其是优势菌群的改变。而东营的污染土壤样品与空白对照相比,微生物物种丰富度明显减少,优势菌种亦表现出一定的差异。并且与未被石油烃污染的土壤样品相比,污染土壤样品中的优势菌株Salinimicrobium、海杆菌属(Marinobacter)、革兰菌属(Gramella)、交替赤杆菌属(Altererythrobacter)和Segetibacter、海杆菌属(Marinobacter)、Gillilia和盐单胞菌属(Halomonas)的相对丰富度明显减少。可以看出,严重的石油烃污染会对当地土壤环境产生一定的影响。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 石油烃污染物的来源与危害
  •     1.1.1 石油烃污染的来源
  •     1.1.2 石油烃污染的危害
  •   1.2 石油烃污染的治理方法
  •   1.3 石油烃降解菌的现状及研究进展
  •     1.3.1 石油烃降解菌的种类及筛选
  •     1.3.2 石油烃降解菌株的特性研究
  •   1.4 高通量测序的研究及应用
  •   1.5 本论文的研究立意根据和意义
  • 第二章 石油烃降解菌的筛选与鉴定
  •   2.1 试验材料
  •     2.1.1 样品及其来源
  •     2.1.2 石油烃降解菌富集、筛选培养基
  •     2.1.3 试验试剂
  •     2.1.4 试验设备
  •   2.2 试验方法
  •     2.2.1 样品的采集
  •     2.2.2 菌株的筛选、纯化及鉴定
  •   2.3 试验结果及分析
  •     2.3.1 细菌菌落描述及菌种鉴定
  •     2.3.2 试验结果分析
  • 第三章 温度对石油烃降解菌生长状况和降解率的影响
  •   3.1 试验材料
  •     3.1.1 试验材料及培养基
  •     3.1.2 试验所用仪器
  •   3.2 试验方法
  •     3.2.1 不同温度下细菌生长状态的测定
  •     3.2.2 石油烃降解菌降解柴油的降解效率
  •   3.3 试验结果及分析
  •     3.3.1 不同温度下细菌的生长曲线
  •     3.3.2 柴油降解率测定结果
  •     3.3.3 小结
  • 第四章 自然条件下石油污染对土壤菌群落结构的影响
  •   4.1 试验材料
  •     4.1.1 试验样品采集
  •     4.1.2 试验设备
  •   4.2 试验方法
  •     4.2.1 样品的预处理
  •     4.2.2 高通量测序步骤
  •   4.3 高通量测序结果及分析
  •     4.3.1 样本的原始数据质量统计
  •     4.3.2 样品的优化数据质量统计
  •     4.3.3 OTU聚类分析
  •     4.3.4 物种注释结果
  •     4.3.5 α多样性研究
  •     4.3.6 β多样性分析
  •     4.3.7 组间群落结构差异显著性分析
  •     4.3.8 小结
  • 第五章 总结与展望
  • 附录
  • 参考文献
  • 致谢
  • 学位论文评阅及答辩情况表
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 张永坤

    导师: 李丽芳

    关键词: 石油烃,降解菌,特性研究,高通量测序

    来源: 山东大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,石油天然气工业,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

    单位: 山东大学

    分类号: X74;X172

    总页数: 70

    文件大小: 4302K

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