454高通量焦磷酸测序法鉴定膜生物反应器膜污染优势菌种

Identifying predominant strains causing membrane biofouling by using 454 high-throughput pyrosequencing

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摘要[目的]对诱发膜-生物反应器(Membrane bioreactors,MBR)膜污染的优势菌种进行研究. [方法]利用454高通量焦磷酸测序法对MBR污泥混合液样品与膜污染物样品中微生物信息进行统计,并对两组样品的Chao丰度指数与Shannon生物多样性指数计算,对测序结果进行系统发育学分析.[结果]从污泥混合液样品与膜污染物样品中获得9 353与7 504条优化序列,发现膜污染物中微生物丰度与多样性均高于污泥混合样品.借助基因频谱对OTU分布特点进行统计,表明源于污泥混合液中的微生物在膜表面定殖生长过程中发生了种群变化,在膜面污染物样品中,β-变形菌纲丰度显著降低,α-变形菌纲、γ-变形菌纲与Phycisphaerae在微生物种群结构中比重增加.[结论]454焦磷酸测序分析表明,黄色单胞菌(Xanthomonadaceae),嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter),Phycisphaera以及2株尚未培养出的细菌(Candidate_division_TM7及Candidate_division_OD1)是诱发MBR膜污染的优势菌种(微生物丰度＞1％).诱发膜污染的细菌既包括了黏性高、表面疏水的种类(如γ-变形菌),从而引发细菌在膜表面的定殖,也包括了代谢能力强的物种(如Candidate_division_OD1)可以确保种间递氢顺畅.