群体感应理论在Pseudomonas sp.HF-1定植中的作用及其应用潜能分析

【摘要】本论文以群体感应理论为指导,针对Pseudomonassp.HF-1定植这一生物强化技术的核心问题,展开了一系列的应用基础研究,该研究可为烟草污染环境修复提供理论基础和技术参考。得到以下主要结论：(1)通过外源添加,明确了信号分子N-hexanoyl-homoserinelactone(C6-HSL)、N-3-oxo-hexanoyl-homoserinelactone(3-oxo-C6-HSL)和N-3-oxo-octanoyl-homoserinelactone(3-oxo-C8-HSL)均对菌株HF-1生物膜形成具有调控作用。其中,3-oxo-C6-HSL和C6-HSL对菌株HF-1的集群能力起诱导作用的阈值分别为40nmol和20nmol;3-oxo-C6-HSL、C6-HSL和3-oxo-C8-HSL对胞外聚合物(Extracellularpolymericsubstances,EPS)分泌起诱导作用的阈值依次为40nmol、40nmol和20nmol;C6-HSL和3-oxo-Cg-HSL对生物膜形成起调控作用的阈值分别为10nmol和40nmol。(2)通过外源添加群体感应淬灭剂猪肾酰化酶,证明了群体感应在菌株HF-1定植及生物强化系统建立方面起着十分重要的作用。在群体感应淬灭反应器中,检测到的3-oxo-C6-HSL低于30nmol,C6-HSL低于10nmol,3-oxo-C8-HSL低于8nmol,尚未达到菌株EPS分泌和生物膜形成的阈值,使菌株HF-1生物膜形成受抑制,不能在活性污泥中定植,进而显著降低了尼古丁和总有机碳(Totalorganiccarbon,TOC)的去除率。(3)对环境中群体感应信号分子衰减情况进行研究,发现3-oxo-C6-HSL和3-oxo-C8-HSL信号分子较C6-HSL和N-octanoyl-homoserinelactone(Cg-HSL)稳定,其半衰期依次为1573.58h、2351.39h、43.67h和301.38h。pH、温度和盐度对信号分子的稳定性均具有较大影响；pH值中性偏碱、温度大于30℃以及盐度大于2%的环境下,信号分子不稳定。提示信号分子外源添加对于菌株HF-1生物强化作用影响不大。(4)对菌株HF-1在不同环境条件下信号分子分泌及存在情况进行分析,发现当温度为25℃,pH值为5-6,接种量为3%,尼古丁浓度为1.5g/L,NaCl含量为1%时,HF-1所分泌的N-酰基高丝氨酸内酯类物质(N-acyl-homoserinelactones,AHLs)可以达到其调控集群能力和EPS分泌的群体感应阈值。提示当控制反应器运行pH值偏酸性(pH为5-6)时有利于菌株定植,当控制反应器运行pH值偏碱性(pH为8左右)时有利于定植反应器的稳定运行。(5)根据纯菌HF-1生物膜形成的最佳环境条件,进行强化反应器运行条件的控制(控制pH为5.5左右运行3d后,维持pH为8左右运行)。对比非优化条件反应器,不仅EPS分泌、生物膜形成量大量提高,而且在反应器中形成了粒径达527μm,完整性系数为52.49士0.54%的颗粒污泥；不仅菌株HF-1尼古丁降解关键基因hsp、amo表达量提高,而且尼古丁降解能力稳定在90%以上、TOC去除率稳定在55%以上。实现了群体感应理论指导下强化反应器启动及运行的调控。
【作者】郑昕；
【导师】沈东升；
【作者基本信息】浙江工商大学，环境工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】N-酰基高丝氨酸内酯类；群体感应；Pseudomonassp.HF-1；生物强化；烟草废水；

【参考文献】
[1]陈璐璐.白屈菜总碱胶囊制备工艺与质量控制研究[D].黑龙江中医药大学,药物分析学,2014,硕士.
[2]胡燕妮.基于Pad的亲子阅读用户体验与应用创新研究[D].浙江工业大学,2014.
[3]邵艳明,张健.武广客运专线视频监控系统设计方案[J].中国铁路.2006(03)
[4]王蕊.基于矩形窗口编码的圆形裁剪算法[D].辽宁师范大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[5]李树坤.基于多时相点云的贴金石质文物病害检测[D].北京建筑大学,地图制图学与地理信息工程,2013,硕士.
[6]张笑莲.史密森尼学会“民办官助”模式研究[D].中央美术学院,艺术管理系,2013,硕士.
[7]张广清.基于图像识别技术的运输车辆识别与定位方法及实现[J].冶金自动化,2014,02:28-33.
[8]黄湘玉.神阙贴药治疗慢性疲劳综合征气血两虚证多中心临床RCT研究[D].成都中医药大学,针灸推拿学,2012,硕士.
[9]王秀.H制药厂二沉池出水与城市污水混合处理的可行性研究[D].哈尔滨工业大学,环境科学与工程,2014,硕士.
[10]王朝利,阳思聪,朱发俊.预测控制在连铸结晶器液位控制中的应用研究[J].控制与决策,2001,02:211-214.
[11]乌兰.乌鲁木齐河东威立雅水务公司培训系统设计研究[D].新疆大学,工商管理,2013,硕士.
[12]赵明旺.随机连续系统的连续时间最小二乘辨识的数值实现[J].控制与决策,1996,06:654-658.
[13]李敏,黄龙妹,陈强.RAPD技术筛选麦冬分子鉴定标记的研究[J].浙江工业大学学报,2014,05:504-508.
[14]衣泰龙.定量蛋白质组SILAC内标制备技术和高转移潜能肝癌细胞磷酸化蛋白质组学研究[D].安徽医科大学,2014.
[15]庞冠兰.红树植物木榄胚轴降糖活性成分的筛选[D].广西师范大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[16]胡庭姝,施颂椒,张钟俊.时域鲁棒设计的新方法──［P］和［V］·［V~－1］的极小化[J].自动化学报,1994,02:129-137.
[17]韩啸,曹辉.内容管理的关键技术[J].中国传媒科技,2004,05:44-45.
[18]何应林.高职院校“双师型”教师课程开发能力培养研究的现状与展望[J].江苏教育研究,2013,09:17-19.
[19]黄林林.BeO和In_2O_3中缺陷与掺杂的第一性原理研究[D].河北科技大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[20]程静.IT产品销售企业员工激励机制研究[D].西南交通大学,2004.
[21]杨晓辉,蔡旭.分形理论在中压电网故障辨识中的应用[J].电力系统自动化,2006,04:59-64.
[22]田金竹.少数民族民间故事与小学低年级语文课程资源开发[D].首都师范大学,小学教育,2014,硕士.
[23]张春,王敏秋.第12课时:2012年常州市中考作文述评[J].初中生世界,2012,Z9:63-67.
[24]刘晋萍.减少围体外循环期的血制品输入对低体重先天性心脏病患儿的临床研究[D].北京协和医学院,麻醉学,2014,博士.
[25]汪少卿.G银行X省分行青年员工培训研究[D].安徽大学,工商管理,2014,硕士.
[26]孙瑜.阐释学视域下《呐喊》英译本译者主体性初探[D].沈阳师范大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[27]林瑨.配电网单相接地故障定位技术的研究[D].华中科技大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[28]何华.我国公民文化特质及培育问题研究[D].河北师范大学,政治学理论,2012,硕士.
[29]刘金波.绩效评估公平感与员工敬业度的关系研究[D].天津财经大学,企业管理,2012,硕士.
[30]禹波.和谐财务评价指标体系构建研究[D].沈阳理工大学,会计学,2013,硕士.
[31]王世杰,晁晶.基于商务网站ECRM的结构原理与框架模型探讨[J].广州航海高等专科学校学报,2003,01:9-13+17.
[32]刘琳,赵军,付金霞,王雪平.我国航空航天遥感技术进展初探[J].华北航天工业学院学报,2005,03:10-13.
[33]蔡保荣.面向管理创新的中小企业信息化研究[D].大连理工大学,船舶与海洋工程,2003,硕士.
[34]谢红东.搏癌丸诱导人肝癌细胞凋亡及其机制的实验研究[D].湖北中医学院,中西医结合临床,2004,硕士.
[35]刘玉云.智能安全气囊控制算法关键技术研究[D].湖南大学,机械工程,2014,硕士.
[36]陈磊.中国平安并购深发展经济动因和绩效研究[D].贵州财经大学,金融,2013,硕士.
[37]余晨.信息技术融入中学科学课程的现状与策略研究[D].华中师范大学,教育技术学,2013,硕士.
[38]杨凯.功能化纳米石墨烯在生物医学领域的应用[D].苏州大学,2013.
[39]付亭亭.不同微生物源固态发酵对豆粕营养品质的影响[D].河南科技大学,粮食、油脂及植物蛋白工程,2014,硕士.
[40]李叶.我国亲权制度的构建[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[41]王晨.语文教学对提升中职旅游专业学生人文素养的意义与教学对策[D].鲁东大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[42]高虎飞.改性MCM-41分子筛的制备及对异戊醇催化氧化性能的研究[D].西北大学,化学工程,2013,硕士.
[43]张剑.江西省城市物流竞争力研究[D].南昌大学,物流工程（专业学位）,2012,硕士.
[44]袁丹丹.EZSCAN-无创筛查糖尿病慢性肾脏损害技术的适用性研究[D].复旦大学,临床医学（专业学位）,2013,博士.
[45]李传霞.质子交换膜燃料电池的Hammerstein模型辨识及其预测控制[D].北京化工大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[46]向厚斌.盲人产品符号系统的功能识别性研究[D].南昌大学,设计艺术学,2012,硕士.
[47]吴凤娟.阿奇霉素在烟曲霉侵袭A549细胞中的抗炎作用及对孢子侵袭力的影响[D].山东大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[48]段国滨.锆基复合氧化物负载多金属氧酸盐的催化性能研究[D].湖北师范学院,分析化学,2013,硕士.
[49]魏永欣.大庆电信公司移动互联网业务营销战略研究[D].武汉科技大学,工商管理,2012,硕士.
[50]褚蕾.未成年人犯罪前科消灭制度研究[D].河北经贸大学,法律,2013,硕士.