应用PCr-DGGE分析添加菌剂对堆肥微生物群落多样性的影响

来源 :东北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tz1233211123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
畜禽粪便含有大量的微生物,其中包含病源微生物,直接排放到环境中,会对环境造成污染,集约化、规模化处理粪便最好的处理方法是堆肥化处理,而堆肥原材料中含有大量的难降解的木质纤维素,向堆肥中添加菌剂是解决堆肥中难降解有机物是一种广泛采用的方法。本研究使用木质纤维素类复合菌剂作为外源菌剂进行堆肥,通过测定堆体理化指标、木质纤维素降解率、木质纤维素酶活研究添加外源菌剂对堆肥理化性质及木质纤维素的影响,并使用通用引物进行聚合酶链式反应-梯度变性凝胶电泳(PCR-DGGE)检测堆肥中的细菌、真菌和放线菌,探讨添加菌剂对堆肥微生物群落变化情况,研究结果如下:  1.添加外源菌剂和未加菌剂的处理均在第2d进入高温期(>45℃),菌剂处理堆肥组于堆肥第3d达到最高温72℃,高于对照组堆肥(55℃),且添加菌剂处理的堆体高温期持续21d(2 d~22d),而对照组堆体仅持续15d,而且高温期的平均温度菌剂堆肥明显高于对照组;两组堆肥的pH值均维持在7.8~9.0之间,在整个堆肥过程中菌剂处理堆肥的pH值均略低于对照堆肥,此结果显示加入菌剂可使堆肥的pH值降低;两种堆肥处理的含水率均呈下降趋势,堆肥第12d含水率下降速率最大,堆肥结束后分别降至42%、48%;不同堆肥处理C/N均呈现下降趋势,菌剂堆肥在第31dC/N达到19.5,率先达到腐熟标准,而对照堆肥在第46d C/N才达到20以下。因此,添加外源菌剂能够提高堆肥温度,延长高温期时间,并能够促进堆肥腐熟。  2.接外源菌剂处理堆肥的木质纤维素酶活在各个时期均高于对照堆肥,其中羧甲基纤维素钠酶(CMCase)、滤纸酶和半纤维素酶最大值分别为1120U·L-1、268U·L-1、1681U·L-1,而对照堆肥的木质纤维素酶活最大值为959U·L-1、209U·L-1、1459U·L-1;且木质纤维素降解速率随着酶活的变化而改变,除木质素外,其他两种木质纤维素降解速率和酶活力随堆肥pH值的减小而增大,当堆肥第12d时,pH值(7.5)最小时,纤维素和半纤维素的降解速率最大(19.07%,24%)。而经过菌剂处理堆肥组的木质素降解率和木质素降解酶(漆酶)在堆肥过程中出现了双峰值,菌剂对木质纤维素中木质素的降解有强效作用,整体上可以提高木质纤维素降解速率和酶活。  3.应用PCR-DGGE技术分析菌剂堆肥过程中细菌、真菌和放线菌群落的变化。结果表明,随着堆肥进程,DGGE条带表现出了明显的动态变化,高温期和腐熟期出现了新的优势条带。对DGGE条带进行UPGMA聚类分析结果表明:微生物群落多样性变化规律为细菌最大,放线菌次之、真菌最小;细菌样品之间的相似性在0.5~0.8之间,真菌样品之间的相似性在0.14~0.84之间,放线菌样品之间的相似性在0.5~0.9。对DGGE条带进行典型分析,提取两因子进行降维的主成成分分析,显示菌剂组高温期的条带与自然组分别聚于不同组,两者有明显差异,综合考虑,温度和添加菌剂对微生物的群落演替起到了重要的限制作用,其对真菌群落演替的筛选作用大于细菌,对细菌筛选作用大于放线菌。对优势条带回收测序的结果表明外源菌剂能够成功定殖,在堆肥高温期起主要优势细菌菌株可分为2类:厚壁菌门(Firmicutes)中的芽孢杆菌菌属(Bacillus)和变形菌门(Proteobacteria)中的α-变形菌纲(a-proteobacteria)、β-变形菌纲(β-proteobacteria)、γ-变形菌纲(γ-proteobacteria);检测到堆肥中真菌主要集中于2类,包括子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),其中堆肥高温期起主要优势作用的真菌菌株属于子囊菌门(Ascomycota)的曲霉属(Aspergillus)和短梗蠕孢属(Trichocladium)、担子菌门(Basidiomycota)的中的白腐真菌异担孔菌属(Heterobasidion);堆肥高温期起主要作用的放线菌群落可分为3类:拟诺卡氏放线菌属(Nocardiopsis sp.)、链霉菌属(Streptomyces sp.)和节杆菌属(Arthrobacter sp.)。检测到三类微生物中高温期优势菌株大部分为木质纤维素降解菌,因此,添加外源菌剂能够增加木质纤维素降解菌的数量和种类。
其他文献
摘要:本文围绕量规这一评价工具,论述了量规的定义,以及运用于高中英语写作的理论基础,促进同伴评估在英语写作教学中的应用,提高学生的英语书面表达和教师的写作教学水平。  关键词:书面表达;同伴评估量规;实验  中图分类号:G632.0 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2017)06-0075  一、问题的提出  笔者认为对学生进行有针对性的指导,让学生互相批改的同伴评估方式更能激发学生
大豆(Glycine max(L.)Merr.)是我国以及世界上重要的经济作物,其种子油是人类与动物营养以及食品加工业植物食用油的重要来源。大豆油用量占全世界食用油的31%。提高大豆油产量、改善大豆油脂品质,是大豆育种的主要目标。由于大豆种子积累蛋白质和脂肪酸是在种子形态建成中后期开始,至种子脱水干燥期终止,可以通过比较这两个时期差异表达的基因,为大规模的发现重要的影响种子发育及大豆蛋白质与油分形
木聚糖是半纤维素的主要成分,而半纤维素又是自然界中除了纤维素之外的第二大丰富的资源。木聚糖酶能够降解自然界中大量存在的木聚糖,在造纸、食品、纺织、饲料、能源工业等方
现代木结构具有环保可再生、绿色、低碳等特点,能实现我国环境保护的基本国策,同时促进了我国土木工程行业向绿色、低碳的方向发展,具有重要的经济、社会和生态效益。双向板