PCR_DGGE技术对城市餐厨垃圾堆肥中细菌种群结构分析

PCR_DGGE技术对城市餐厨垃圾堆肥中细菌种群结构分析

第27卷第7期

2007年7月

环　境　科　学　学　报　ActaScientiaeCircumstantiae

Vol.27,No.7Jul.,2007

刘有胜,杨朝晖,曾光明,等.2007.PCR2DGGE技术对城市餐厨垃圾堆肥中细菌种群结构分析[J].环境科学学报,27(7):1151-1156

LiuYS,YangZH,ZengGM,etal.2007.ApplicationofPCR2DGGEtoanalyzingbacterialcommunitiesinculinarywastecompost[J].ActaScientiaeCircumstantiae,27(7):1151-1156

PCR2DGGE技术对城市餐厨垃圾堆肥中细菌种群结

构分析

刘有胜,杨朝晖,曾光明,肖勇,杨恋,徐峥勇

湖南大学环境科学与工程学院,长沙410082

收稿日期:2006207218　　　修回日期:2007201215　　　录用日期:2007203219

摘要:使用基于16SrDNA的PCR2DGGE(变性梯度凝胶电泳).在堆肥不同时间取样,进行了堆肥温度、pH、含水率、,堆肥温度高于50℃的天数为7d,最高达65℃,可有效杀灭致病菌;最终pH,不同时间堆肥样中细菌DGGE图谱有着明显的差异性;堆肥升温期细菌种群丰富,;,优势种群明显;降温期细菌种群结构基本保持稳定.温度对堆肥过程中细菌种群具有明显的筛选作用.Cs值比较低,堆肥处理后细菌种群结构与堆肥原料之间存在明显差异.关键词:餐厨垃圾;堆肥;DGGE;细菌种群结构

文章编号:025322468(2007)0721151206　　　中图分类号:X172　　　文献标识码:A

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ApplicationofPCR2DGGEtoanalyzingbacterialcommunitiesinculinarywaste

compost

LIUYousheng,YANGZhaohui,ZENGGuangming,XIAOYong,YANGLian,XUZhengyong

CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,HunanUniversity,Changsha410082

Received18July2006;　　　receivedinrevisedform15January2007;　　　accepted19March2007

Abstract:Polymerasechainreaction2denaturinggradientgelelectrophoresis(PCR2DGGE)http://postsweresampledduringdifferentcompostingperiods,andthechangesoftemperature,pH,watercontent,organicsubstancecontentandtheratioofcarbontonitrogenweremeasured.Theresultsshowedthatthepilewasinsulatedandtemperaturesabove50℃weremaintainedfor7days.Thehighesttemperatureinthecompostwas65℃,whichwashighenoughtokillpathogens.ThefinalpHwas715andtheC/Nwas20.04,andthusthefinalproductcouldbeusedasorganicfertilizer.AfterextractionandpurificationofgenomicDNAfromthesamplecompost,the16SrRNAgenes(V3region)wereamplifiedbyusingthebacterialprimerpairGC2341F/907R.Then,theamplified16SrDNAfragmentswereseparatedbyDGGE.DifferentDGGEbandsappearedduringdifferentcompostingperiods.TheCsvaluesofpairwisesimilaritycoefficientwereanalyzedforsamplesfromcompostingdays0,4,10,14,and18.TheCsvalueofmicro2ecologicalstructurewasthehighestonthe4thday,Temperatureappearstoplayakeyroleindeterminingthecompositionofbacteriapresentattherespectivestagesofthecompostingprocess.Keywords:culinarywaste;compost;DGGE;bacterialcommunity

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1　引言(Introduction)

餐厨垃圾是指剩菜、剩饭、菜叶、果皮等容易被

微生物分解的有机物,属于易腐性有机垃圾,表现

为有机物含量高、含水率高、热值低、易造成疾病感染,不宜进行填埋和焚烧处理.根据减量化、无害化

基金项目:国家重点基础研究(973)发展计划项目(No.2005CB724203);国家自然科学基金资助项目(No.50478053);湖南省自然科学基金资助项目(No.04JJ3004,05JJ2004);湖南省科技计划项目(No.05FJ3001);长沙市科技计划重点项目(No.K051132272)

SupportedbytheNationalBasicandDevelopmentResearchProgram(973Program)(No.2005CB724203),NationalNaturalScienceFoundationofChina(No.50478053),NationalNaturalScienceFoundationofHunan(No.04JJ3004,05JJ2004),ResearchProjectofScienceandTechnology,Hunan(No.05FJ3001)andKeyResearchProjectofScienceandTechnology,Changsha(No.K051132272)

作者简介:刘有胜(1981—),男,硕士研究生,E2mail:lys2000@http://;3通讯作者(责任作者)

Biography:LIUYousheng(1981—),male,E2mail:lys2000@http://;3Correspondingauthor

PCR_DGGE技术对城市餐厨垃圾堆肥中细菌种群结构分析

1152环　　境　　科　　学　　学　　报27卷

和资源化的“三化”原则,可用堆肥化处理城市餐厨

垃圾.堆肥是利用自然界中广泛存在的微生物,在人工控制的条件下,将可生物降解的有机物转化为肥料的过程(李国学,2000).研究表明,可培养微生物仅占自然界微生物的0.1%～10%(Muyzer,1993),不能很好地反映自然环境中微生物多样性的原始状态(Amann,1995).随着分子生物学和系统发育分析方法的发展,基于16SrDNA基因的分子生物学方法逐渐被用来分析复杂的生态系统.目前,16SrDNA的PCR扩增片断通过变性梯度凝胶电泳(DGGE)的方法已用来分析微生物群落结构的变化(Ishii,2000;Cahyanietal.,2003;etal.,2005).,并采用聚合酶梯电泳(PolymeraseChainonGradientGelElectrophoresis,PCR2DGGE)技术研究堆肥过程中细菌种群结构的动态变化,通过比较堆肥不同时期细菌的16SrDNA基因信息来了解细菌种群结构的变化,以期为城市餐厨垃圾堆肥机理研究及优化堆肥

处理过程提供更多的信息.

2　材料与方法(Materialsandmethods)2.1　堆肥材料与处理

将采集来的城市餐厨垃圾初步烘干后与填充料(新鲜土壤)以质量比(4∶1)的比例混匀以调节餐厨垃圾含水率和C/N(张相锋等,2003),并以此作为堆肥原料.堆肥原料的理化性质见表1.将混合物堆置于约30L的器皿内,,用来装.将堆肥器皿移至培30℃,.每4d进行1次,保持好氧条件.堆肥原始料设为0号,从堆肥开始每天取样,堆肥时间从2006年3月14日至4月1日,堆肥过程持续18d,每天上午10:00进行取样,编号分别为1～18,并实时测量温度、pH值、含水率等参数.所采取的样品于-20℃冰箱保存待分析.

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