一株新型異養(yǎng)脫氮菌代謝機(jī)制初探.pdf

1、前期研究膜生物反應(yīng)器過(guò)程中分離得到一株具有脫氮能力的菌株，經(jīng)16S rRNA鑒定后，命名為Providencia rettgeri strain YL，對(duì)Providencia rettgeri strain YL進(jìn)行脫氮研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，該菌株能夠利用有機(jī)碳或有機(jī)氮作為碳源和氮源，在好氧條件下不僅僅完成硝化過(guò)程，而且產(chǎn)生氮?dú)?。Providencia rettgeri strain YL所完成的不僅僅是硝化過(guò)程，而是從氨態(tài)氮氧化一直到氮?dú)馍?/p>

2、的一個(gè)完整的生物脫氮過(guò)程，將該過(guò)程稱(chēng)作異養(yǎng)脫氮。即存在一些特殊的同時(shí)具有異養(yǎng)硝化和好氧反硝化功能的細(xì)菌，能夠利用有機(jī)碳源或利用有機(jī)氮作為碳源和氮源，在好氧條件下通過(guò)不同于傳統(tǒng)硝化和反硝化的途徑，實(shí)現(xiàn)直接把氨轉(zhuǎn)化為最終氣態(tài)產(chǎn)物。本論文以國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（No.20676078）為背景，系統(tǒng)考察了Providencia rettgeri strain YL的生長(zhǎng)條件，通過(guò)對(duì)Providencia rettgeri strain YL代謝

3、氯化銨過(guò)程中中間產(chǎn)物和硝化過(guò)程中關(guān)鍵酶的研究，初步探索了其脫氮途徑，旨在為探索Providencia rettgeri strain YL脫氮機(jī)制打下基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下： 研究了Providencia rettgeri strain YL對(duì)不同碳氮源的利用情況，其中在葡萄糖和氯化銨組成的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)最好。研究了溫度、pH值、搖床轉(zhuǎn)速和微量元素對(duì)Providencia rettgeri strain YL脫氮效果的影響，溫度

4、為30℃、pH值為7.0、搖床轉(zhuǎn)速為120r/min時(shí)具有最佳的脫氮效果，微量元素Mg2+最有利于Providencia rettgeri strain YL的生長(zhǎng)和脫氮。 在Providencia rettgeri strain YL代謝氯化銨時(shí)，反應(yīng)體系中檢測(cè)到了羥胺、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮以及氮?dú)?。在Providencia rettgeri strain YL代謝氯化銨中途加入NO2--N時(shí)，NO2--N濃度會(huì)立刻降低，但是N

5、O3--N沒(méi)有累積，Providencia rettgeri strain YL可以將NO2--N代謝轉(zhuǎn)化。在Providencia rettgeri strain YL代謝氯化銨中途加入NO3--N時(shí)，NO3--N濃度會(huì)立刻降低，并且NO2--N出現(xiàn)累積，Providencia rettgeri strain YL可以將NO3--N代謝轉(zhuǎn)化。 利用超聲波破碎法對(duì)異養(yǎng)脫氮菌Providencia rettgeri strain

6、 YL進(jìn)行破碎，單因素試驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明：超聲波輸出功率為300W，工作次數(shù)越多，工作/間歇4/5秒，菌液OD600在1.50左右時(shí)，A280增長(zhǎng)率在各自工作條件下最高。正交試驗(yàn)結(jié)果表明最佳工作條件為：菌液OD6001.996，工作次數(shù)70次，工作/間歇5/5秒，功率400W。 在對(duì)Providencia rettgeri strain YL羥胺氧化酶活性測(cè)試時(shí)，檢測(cè)到羥胺濃度的降低，在酶粗提液中存在羥胺氧化酶。在Providenc

7、ia rettgeri strain YL羥胺氧化酶反應(yīng)后產(chǎn)物的測(cè)試中，反應(yīng)體系中檢測(cè)到亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮。在Providencia rettgeri strain YL硝酸還原酶活性性測(cè)試時(shí)，檢測(cè)到硝態(tài)氮濃度的降低，在酶粗提液中存在硝酸還原酶。 根據(jù)所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并參考Richardson等的異養(yǎng)硝化細(xì)菌脫氮假想途徑，推測(cè)Providencia rettgeri strain YL的脫氮途徑可能是：NH4+-N轉(zhuǎn)化成為NH2O