分子生物技術(shù)應用在生物強化處理廢水中

　　宏基因組學(xué)、生態(tài)基因組學(xué)和其他分子生物學(xué)方法，以及顯微鏡和流式細胞術(shù)的應用，為檢測和分析微生物特性提供了更好的方法.其中分子生物技術(shù)在生物強化技術(shù)研究中的表現更是脫穎而出，如變性梯度凝膠電泳(DGGE)、熒光原位雜交(FISH)、高通量測序技術(shù)(HTS)能將反應器中微生物的種類(lèi)、豐度以及群落關(guān)系可視化，實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qPCR)可作為指示參數直接監測反應器內微生物的數量變化，PCR溫度梯度凝膠電泳(TGGE)、核糖體基因間隔分析(RISA)、反轉錄PCR(RTPCR)]及基因標記等技術(shù)則可以監測存活和添加的微生物活性.此外，新的生物信息學(xué)工具的開(kāi)發(fā)和應用克服了生物強化數據分析的瓶頸，進(jìn)一步促進(jìn)了分子生物技術(shù)在生物強化中的應用。

　　1　活性監測：Morris等通過(guò)qPCR和RTPCR技術(shù)監測沼氣池內的微生物群落，利用基因和mcrA的轉錄來(lái)研究和監控產(chǎn)甲烷菌，還采用克隆文庫和qPCR等方法比較分析了4個(gè)不同產(chǎn)甲烷群落mcrA基因的多樣性、豐富性和轉錄.實(shí)驗結果說(shuō)明，相關(guān)分子生物技術(shù)和方法也可適用于厭氧硝化反應器中的其它產(chǎn)甲烷菌群的監測.Yu等在廢水處理過(guò)程中，通過(guò)在膜生物反應器中添加狇狌狅狉狌犿狇狌犲狀犮犺犻狀犵菌株進(jìn)行生物強化，并利用qPCR監測該菌株的活性，進(jìn)一步分析生物強化的效果.Huang等在低溫環(huán)境下通過(guò)動(dòng)態(tài)膜生物反應器，研究深海耐寒細菌在污水處理中的應用，發(fā)現生物強化技術(shù)可以增強細菌脫氫酶的活性，FISH分析進(jìn)一步證實(shí)了在5℃時(shí)兩種菌株的存在及其活性。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　2　群落結構分析：PCRDGGE等現代分子生物學(xué)技術(shù)已廣泛應用于污泥樣品的微生物群落分析，在研究群落動(dòng)態(tài)和多樣性方面有很多優(yōu)勢，使得人們對廢水處理過(guò)程中微生物群落變化的認識更為豐富和深入.Domde等用隨機擴增多態(tài)性DNA標記(RandomamplifiedpolymorphicDNA)技術(shù)來(lái)分析微生物群落結構的多樣性及其變化，用PCR監測菌株的代謝活性并用Southern雜交技術(shù)來(lái)分析位點(diǎn)的代謝表現.Liu等設計了一個(gè)需氧顆�；�生物強化策略，用序列間歇式反應器(SBR)處理高強度吡啶廢水，通過(guò)高通量測序分析微生物群落結構.將PCRDGGE技術(shù)與Biolog研究技術(shù)相結合，針對微生物群落變化的多樣性來(lái)研究污水生化處理系統中微生物群落的變化特點(diǎn)可以彌補群落結構分析中的很多不足，已經(jīng)成為當今的研究熱點(diǎn).1989年，美國的BIOLOG公司根據微生物代謝的氧化還原過(guò)程成功開(kāi)發(fā)了Biolog研究系統，起初用于鑒定純種微生物，沿用至今不僅能鑒定2000多種微生物，而且能應用于微生物群落多樣性的研究，有著(zhù)廣闊的前景.劉峰等利用Biolog技術(shù)研究了制藥廢水處理系統中的微生物群落多樣性，發(fā)現該系統中各微生物群落在穩定期的平均代謝活性差異小，微生物群落的豐度和均一性相近，但優(yōu)勢菌種不同。