利用PCR-DGGE方法分析MFC-AAO反应器中的微生物群落结构

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1、北京航空航天大学毕业设计（论文）第I页北京航空航天大学本科毕业设计（论文）任务书Ⅰ、毕业设计（论文）题目：利用PCR-DGGE方法分析MFC-AAO反应器中的微生物群落结构Ⅱ、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：Ⅲ、毕业设计（论文）工作内容：工作内容：以实验室已经构建并长期运行的MFC-AA/O反应器为基础，分别在其反应器前期接种、稳定运行、嵌入MFC、再次稳定运行等不同运行阶段，取缺氧池（阴极室）电极上附着微生物以及悬浮微生物样品，并提取DNA；然后对DNA样品进行PCR以及变性梯度凝胶电泳。通过分析DNA变性梯度凝胶电泳

2、的结果，对比不同时间段内反应器中微生物种类以及数量的变化，探讨嵌入MFC对AA/O反应器中微生物群落结构的影响，从而为揭示在AA/O中嵌入MFC有利于脱氮除磷的微生物学原理提供依据。　　　　　　　　　　　　北京航空航天大学毕业设计（论文）第VIII页Ⅳ、主要参考资料：1BeizhenXie,WenboDong,BojieLiu,etal.Enhancementofpollutantsremovalfromrealsewagebyembeddingmicrobialfuelcellinanaerobic–anoxic–oxicwastewate

3、rtreatmentprocess[J].JournalofChemicalTechnology&Biotechnology,2013,10.1002/jctb.41382Logan,BruceE.,etal."Microbialfuelcells:methodologyandtechnology."Environmentalscience&technology40.17(2006):5181-5192.3Timmers,RuudA.,etal."Microbialcommunitystructureelucidatesperformance

4、ofGlyceriamaximaplantmicrobialfuelcell."Appliedmicrobiologyandbiotechnology94.2(2012):537-548.生物与医学工程学院院（系）生物工程专业类101011班学生刘洪柱毕业设计（论文）时间：自2014年3月3日至2014年6月18日答辩时间：__年__月日成绩指导教师：兼职教师或答疑教师（并指出所负责部分）：北京航空航天大学毕业设计（论文）第VIII页本人声明我声明，本论文及其研究工作是由本人在导师指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中

5、列出。作者：签字：时间：年月北京航空航天大学毕业设计（论文）第VIII页利用PCR-DGGE方法分析MFC-AAO反应器中的微生物群落结构学生：刘洪柱指导教师：谢倍珍摘要水体富营养化问题已经日趋严重，其主要原因是水体中的氮、磷等营养物质浓度过高。厌氧/缺氧/好氧（Anaerobic/Anoxic/Oxic，AA/O）污水处理工艺因其较好的脱氮、除磷效果而广泛应用于城市污水处理之中，但是AA/O工艺也存在总氮、总磷去除率难以同时提高等缺点。研究表明将微生物燃料电池（microbialfuelcell，MFC）嵌入AA/O反应器可以大幅度提高其脱

6、氮除磷效率，但是其强化机制尚不清楚。为了阐明此机制，本次实验首先构建了AA/O反应器，待其出水水质稳定后，将MFC嵌入AA/O反应器中，构建成MFC-AA/O反应器；并监测MFC-AA/O反应器的脱氮除磷效率，同时监测MFC的输出电压；采用分离培养的方法分析反应器内微生物数量的变化；采用PCR-变性梯度凝胶电泳技术（DGGE）的方法分析MFC嵌入AA/O反应器前后的微生物群落结构变化。实验结果显示，嵌入MFC后反应器缺氧池内聚磷菌的数量从1.02*106上升至1.28*106，反硝化细菌的数量从2.2*107上升至4.8*107（单位：个/m

7、L）。AA/O反应器的脱氮效率提高了23.18%，除磷效率提高了19.31%。嵌入MFC前后，AA/O反应器缺氧区悬浮液的微生物群落结构的相似度仅为67.8%，说明其微生物群落结构发生了显著的变化。切胶回收结果显示，当MFC产电稳定后，阴极上出现了悬浮液中没有的Thermodesulfovibrio和Geothermobacter，这些菌可以参与MFC的产电并促使AA/O脱氮除磷效率提高。悬浮液中参与脱氮除磷的Dechloromonas细菌的条带变亮了，说明细菌量增加了。关键词：AA/O-MFC反应器，PCR-DGGE技术，微生物群落结构变化

8、北京航空航天大学毕业设计（论文）第VIII页AnalysisofmicrobialcommunitystructureoftheMFC-AA/OreactorbyP