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寡营养芽孢杆菌是一类能在特定环境下生存的微生物,具有寡营养条件下能够生长的特性,能有效降低微污染水体中的氨氮和有机物,改善水体环境,在水体应用方面具有良好的发展前景。本研究首先对实验室保藏的菌株进行筛选,得到一株寡营养条件下生长良好的菌株,通过形态学观察、生理生化特性测定及16S rDNA序列同源性和系统发育树分析对其进行鉴定,其次对该菌株的最佳发酵条件与培养基进行优化,最后研究不同培养方式对寡营养条件下菌体的生长代谢及发酵活力的影响,为其大规模的应用提供数据支持。本研究的主要内容与结果如下:(1)从实验室保藏的菌株中筛选得到一株寡营养芽孢杆菌K1,通过形态特征观察、生理生化特性测定及16S rDNA序列同源性和系统发育树分析,鉴定该菌株K1为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。将筛选得到的菌株接种到富营养化水体中,结果发现菌株K1对水体中氨氮及硝态氮的最大降解率分别为53.3%和42.2%。(2)采用单因素试验法确定其温度、初始pH、接种量、装瓶量等因素对菌体生长的影响,最佳条件为:37℃、180 r/min、接种量2%、装瓶量50 mL(250 mL)、初始pH为5.0。然后采用单因素法和Box-Behnken设计,优化培养基组分,最终得到的最佳培养基配方:葡萄糖30.25 g/L、蛋白胨12.40 g/L、MgSO4 0.81 g/L。在此条件下,菌体的生物量是优化前的1.7倍,发酵液pH略高于优化前。(3)在寡营养条件下,向培养基中添加不同浓度的葡萄糖、氯化铵、磷酸二氢钾,结果发现:添加葡萄糖能促进菌体的生长,葡萄糖浓度越高,促进作用越明显;而氯化铵则抑制菌体的生长,浓度越高,抑制作用越强;磷酸二氢钾发酵前期能显著促进菌体生长,后期促进作用不明显。(4)研究不同培养方式对菌体生长代谢的影响,结果发现:摇床培养条件下,菌体的细胞密度是静置培养的5倍,菌体对磷酸根的利用率相对较高,菌体对糖类的消耗影响不显著。在不同稀释倍数的LB培养基中,研究不同培养方式对K1生长的影响,结果发现:稀释5倍时,摇床培养条件下菌体密度显著高于静置培养的菌体密度,稀释倍数持续增大,不同培养方式对菌体的细胞密度影响不显著,发酵液pH均呈现上升趋势。(5)将静置与摇床得到的种子液转接到寡营养条件下培养,结果发现:静置培养得到的种子液转接后摇床培养菌体的细胞密度和对蛋白质消耗利用明显高于摇床培养得到的种子液转接后的培养。摇床培养得到的种子液转接后摇床培养对总糖的利用略高于静置培养得到的种子液转接后的培养。静置培养得到的种子液转接后摇床培养菌体糖酵解相关酶(GK、PK、PFK和PDH)活力显著高于摇床培养得到的种子液转接后的培养,营养物质浓度越低,菌体的糖酵解相关酶活力越低。