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菌株TN9由耐受高碳氮负荷的好氧颗粒污泥中筛选获得,对该好氧颗粒污泥微生物群落进行PCR-DGGE和16SrDNA分析,证实TN9是颗粒污泥中的优势菌株。对菌株TN9进行了初步鉴定、生理生化性质研究、脱氮特性、胞外多聚物(EPS)及脱氮功能基因方面的研究。增加对Thauera属菌株认识的拓展和深入。
首先,根据16SrDNA序列确定菌株TN9的分类地位,生理生化特性研究增加对菌株TN9的认识。结果表明:TN9为陶厄氏菌属细菌,定名为Thauerasp.TN9。革兰氏染色显示菌株TN9为革兰氏阴性菌,菌落大小0.1-0.5cm,乳白色,边缘整齐,湿润,圆形。扫描电镜观察到菌体为短杆状,两端偏尖,长1.5-2.8μm,宽0.5-1.0μm,菌株单个、成对或成串排列。菌株TN9的最适生长条件是37℃,pH8.5,在磁力搅拌器中培养24h后菌体出现指数生长,48h后进入稳定期。菌株TN9对碳源的利用能力排序为:蔗糖>乙醇>乙酸钠、丁酸钠>琥珀酸钠、甲醇。
其次,对菌株TN9的脱氮特性进行研究。结果表明:菌株TN9可以同时去除猪场废水培养基中的COD和氨氮,不产生亚硝态氮和硝态氮的积累。菌株TN9单一碳源脱氮研究得出,菌株TN9在乙酸钠、丁酸钠、乙醇、葡萄糖上表现出脱氮能力,在蔗糖上生长但不表现脱氮功能。
再次,采用高速离心-乙醇低温沉淀法提取EPS,分别测定了蛋白质和多糖的含量,采用液相色谱分析了胞外多糖的组成。结果表明:该菌株能够产生胞外多聚物,72h培养物中EPS的蛋白质含量为44.4~50.7mg/gTS,多糖含量为16.8~18.6mg/gTS,蛋白质和多糖的含量比为2.4~3.0。胞外多糖水解图谱表明菌株TN9的胞外多糖组成中含有葡萄糖和乳糖,其他单糖还需要进一步实验验证。
最后,通过PCR检测其脱氮相关基因并测序分析。检测获得了nirS、nosZ基因序列,没有检测到amoA、nirK、cnoB基因。其中菌株TN9的nirS与Thauerasp.27的相似性为91%,菌株TN9的nosZ与Thauerasp.MZ1T的相似性为95%,序列比对发现均与Thauera细菌相似性最高。但是16SrDNA和nirS基因、16SrDNA和nosZ基因之间的系统进化相关性较小。
总之,菌株TN9是一株陶厄氏菌,具有脱氮和胞外多聚物分泌能力,在废水处理方面具有应用潜力。