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： 芽孢杆菌的筛选、鉴定及堆肥发酵效果研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 芽孢杆菌的筛选、鉴定及堆肥发酵效果研究/.杨福华著/.霍金龙， 赵智勇指导 |
| 出版发行项： | 2023.05.24 |
| 载体形态项： | 93页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 动物科学技术学院, 学号2021240398 |
| 提要文摘： | 近年来，畜牧业快速发展的同时，也产生了大量的畜禽粪污，粪污的利用不充分造成了巨大的环境污染和资源浪费。堆肥技术是利用微生物的发酵作用，将畜禽粪污中不稳定的有机质转变为较稳定的有机质，从而实现畜禽粪污无害化处理和肥料化利用。肥料化利用可以大量、快速将畜禽粪污进行无害化，并转化成可利用的有机肥资源，是畜禽粪污高效利用的优先选择。基于此，本试验从新鲜猪粪中筛选有益菌，将筛选菌作为外源菌剂添加到畜禽粪污堆体中，通过常规发酵和高通量测序技术，探索筛选的外源菌剂对粪污堆体中微生物多样性和代谢物的影响。主要研究结果如下： （1）新鲜猪粪中有益菌的筛选及特性研究。从新鲜滇陆猪粪样中筛选得到两株菌，通过菌落形态特征观察、革兰氏染色以及16S rDNA同源性分析、构建系统发育树等方法来鉴定菌株。结果表明，试验筛选到2株菌株，菌株在30℃的恒温培养箱中培养24 h后LB琼脂培养基上的单菌落呈灰白色、圆形、表面光滑、边缘整齐的革兰氏阳性菌。进一步结合生物学手段鉴定其均为芽孢杆菌（Bacillus），命名为Bacillus YF-13和Bacillus YF-15，测序后，提交GenBank获得YF-13登录号为OQ629339、YF-15登录号为OP349652。菌株生长特性研究发现，两株菌株均能在LB培养液中正常生长。抗生素敏感试验发现YF-13菌株对复方新诺明不敏感，对大观霉素和多粘霉素为中度敏感，对其他11种抗生素高度敏感。进化树和同源性比对分析发现两株菌与菌株Bacillus-aryabhattai（MT525305.1）的相似性最高达到了98%，无法确定芽孢杆菌种属关系。挑选YF-13菌株进一步做基因组测序分析，结果显示，有效数据的平均GC含量为38.19%，在96.75%以上的碱基测序准确率为99%；在91.23%以上的碱基测序准确率为99.9%；K-mer分布整体呈泊松分布，由于频率波动导致曲线不平滑有两个明显的峰值。GO数据库注释生物过程功能共注释到2984个基因，细胞组分共注释到2169个基因，分子功能共注释到583个基因，NR数据库注释分析将YF-13菌株鉴定为巨大芽孢杆菌。 （2）YF-13和YF-15对鸭粪和马粪混合物发酵的影响。筛选得到的芽孢杆菌分别添加到马粪和鸭粪混合发酵的堆体中，发酵结果显示菌株YF-13添加组在发酵过程中，升温速度比对照组更快，在堆肥开始第二天就达到50℃以上，且高温期（>55℃）持续10天，最高温度为61.16℃，温度在60℃以上维持了5天；菌株YF-15添加组和对照组的温度在50℃以上均持续3天。在发酵过程中由于全程覆盖了黑膜，影响了水分的正常蒸发，但整体水分呈一个下降趋势；堆体pH呈现先上升后下降的变化情况，在3组实验中，YF-13组的pH变化程度较对照组有明显提高，YF-15组和对照组差异不显著。菌株YF-13在整个堆肥过程中的温度和持续时间等理化参数更优于其他两组。 （3）YF-13和YF-15对鸭粪和马粪混合物的菌群结构和代谢物的变化。OUT水平基于97%相似性的微生物多样性和非靶向代谢组学研究，共完成27个样本的数据分析结果如下，共聚类为39个门，110个纲，296个目，549个科，1176个属，2181个种。单因素方差分析观测到α多样性无显著差异（p＞0.05）。在门水平上，优势菌门依次是变形菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、放线菌门和厚壁菌门；在属水平上，相对丰度大于1的优势菌属依次是SBR1031属、反刍菌杆菌属、金丝楠属、Rhizobiaceae属、假单胞菌属和放线菌属。 （4）非靶向代谢组学筛选代谢差异物。数据预处理后正离子鉴定数为572个，占比17.39%，负离子鉴定数为277个，占比8.93%，数据合格。KEGG分类注释到的代谢物数量共有465个，所占总数百分比为54.77%，其中Antibiotics（抗生素类化合物）占4.6%，Hormones and transmitters（激素类）占9.2%，Steroids（固醇和类固醇）占10.77%，Lipids（脂类和类脂）占43.08%，KEGG 通路注释到的代谢物有224个，其中代谢物前20的通路中ABC transporters（ABC转运蛋白）通路中参与的代谢物数量最多，而在Lysine degradation（赖氨酸降解）通路中参与的代谢物数量最少。差异代谢物分析YF13与对照组相比有52个差异代谢物，其中有22个表达差异下调的代谢物，有13个表达差异上调的代谢物；YF15与对照组相比有123个差异代谢物，其中有54个表达差异下调的代谢物，有25个表达差异上调的代谢物。关联分析发现金丝楠属和放线菌门微生物在堆体发酵过程中的微生物代谢过程中起重要作用。 综上实验结果可见，从新鲜猪粪中筛选到两株芽孢杆菌YF-13和YF-15，具有良好的生物学特性，能够在含有抗生素的畜禽粪污中生长。菌株YF-13在堆肥试验中能快速繁殖，加速堆体升温，提高堆体腐熟，可作为有益菌在提升堆肥降解效率和堆肥产品质量方面推广使用。 |
| 并列题名： | Screening, Identification and Effect of Composting Fermentation of Bacillus eng |
| 题名主题： | 有机肥 发酵 芽孢杆菌 微生物多样性 非靶向代谢组学 学位论文 |
| 中图分类： | S144-533 |
| 个人名称等同： | 杨福华 著 |
| 个人名称次要： | 霍金龙 指导 |
| 个人名称次要： | 赵智勇 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |