畜禽糞污治理微生物菌種研究與應用

第一章　畜禽糞污微生物治理研究進展 001
第一節(jié)　畜禽糞污微生物治理的范疇 002
一、畜禽糞污處理的策略 002
二、畜禽糞污處理和資源化利用現(xiàn)狀 003
三、畜禽糞污微生物治理研究范疇 004
第二節(jié)　畜禽糞污降解菌功能研究進展 006
一、畜禽糞污治理技術 006
二、畜禽糞污處理方法 011
三、畜禽糞污微生物發(fā)酵 028
第三節(jié)　畜禽糞污降解菌資源研究進展 034
一、微生物的地理分布 034
二、環(huán)境微生物多樣性 034
三、微生物多樣性分析方法 035
四、影響微生物多樣性的因素 040
第四節(jié)　畜禽糞污治理降解菌——芽胞桿菌研究進展 040
一、芽胞桿菌的功能 040
二、芽胞桿菌的種類 041
三、芽胞桿菌的分類 042
四、芽胞桿菌資源多樣性 042
五、芽胞桿菌地理生境分布 044
六、芽胞桿菌資源的應用 045
第五節(jié)　畜禽糞污資源化利用研究進展 045
一、我國微生物肥料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 045
二、微生物肥料產(chǎn)業(yè)存在的主要問題 047
三、微生物肥料的產(chǎn)業(yè)化方向 047
四、復合微生物肥料生產(chǎn)研究及其應用前景 048
五、微生物肥料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 054
六、微生物菌劑研究與應用 056

第二章　畜禽糞污降解菌資源采集 069
第一節(jié)　芽胞桿菌資源采集 070
一、全國區(qū)域芽胞桿菌資源采集 070
二、芽胞桿菌資源地理生境采集 071
第二節(jié)　芽胞桿菌資源鑒定及其多樣性 074
一、世界芽胞桿菌種類 074
二、中國芽胞桿菌種類 168
三、研究團隊采集分離的芽胞桿菌種類 168
四、芽胞桿菌中國區(qū)域分布種的鑒定 171
五、芽胞桿菌中國新記錄種鑒定 175
第三節(jié)　芽胞桿菌中國區(qū)域生態(tài)分布 177
一、芽胞桿菌區(qū)系分布調(diào)查 177
二、芽胞桿菌種類總體分布 194
三、芽胞桿菌種類中國區(qū)域分布 200
四、芽胞桿菌種類區(qū)域生境分布 201
第四節(jié)　芽胞桿菌全域資源多樣性指數(shù) 203
一、芽胞桿菌區(qū)域分布多樣性指數(shù) 203
二、芽胞桿菌生境分布多樣性指數(shù) 208
第五節(jié)　芽胞桿菌地理分布 211
一、芽胞桿菌海拔分布 211
二、芽胞桿菌維度分布 212
第六節(jié)　芽胞桿菌資源管理 213
一、微生物資源標本地理分布信息管理系統(tǒng)建立 213
二、芽胞桿菌資源庫管理系統(tǒng)實體模型構(gòu)建 217
三、芽胞桿菌菌種資源庫管理系統(tǒng)建立 227
第七節(jié)　討論 234
一、畜禽糞污治理芽胞桿菌資源采集 234
二、芽胞桿菌多樣性分布分析 235
三、芽胞桿菌地理環(huán)境分布特征 236

第三章　畜禽糞污降解菌資源分析 238
第一節(jié)　中國西部嗜堿芽胞桿菌資源分析 239
一、概述 239
二、研究方法 244
三、嗜堿芽胞桿菌分離鑒定 253
四、嗜堿芽胞桿菌區(qū)域分布 260
五、嗜堿芽胞桿菌資源多樣性分析 281
六、嗜堿芽胞桿菌新種資源的鑒定 283
七、討論 328
第二節(jié)　福建近海灘涂沉積物微生物資源分析 329
一、概述 329
二、研究方法 332
三、近海灘涂細菌群落多樣性 335
四、近海灘涂芽胞桿菌群落多樣性 362
五、福建近海芽胞桿菌新種資源鑒定 396
六、討論 408
第三節(jié)　臺灣省芽胞桿菌資源分析 411
一、臺灣省芽胞桿菌的研究 411
二、研究方法 412
三、芽胞桿菌種類區(qū)系調(diào)查 416
四、芽胞桿菌優(yōu)勢種分布 421
五、芽胞桿菌種類組成多樣性 428
六、芽胞桿菌種群分布生態(tài)學特性 431
七、芽胞桿菌特征種群地理分化 444
八、討論 466
第四節(jié)　福建武夷山自然保護區(qū)芽胞桿菌資源分析 473
一、概述 473
二、研究方法 475
三、芽胞桿菌種類區(qū)系調(diào)查 480
四、芽胞桿菌種類分布多樣性 488
五、芽胞桿菌種群分布生態(tài)學特性 497
六、芽胞桿菌特征種群地理分化 517
七、討論 529

第四章　畜禽糞污降解菌微生物學特性 532
第一節(jié)　畜禽糞污降解菌的生長特性 533
一、研究方法 533
二、糞污降解菌的分離鑒定 536
三、糞污降解菌的生長曲線 538
四、糞污降解菌的營養(yǎng)需求 539
五、糞污降解菌生長動力學 541
六、討論 544
第二節(jié)　畜禽糞污降解菌混合培養(yǎng)生長競爭 545
一、糞污降解菌混合培養(yǎng)的生長競爭數(shù)量測定 546
二、糞污降解菌兩菌株混合培養(yǎng)生長競爭動態(tài)變化 550
三、糞污降解菌三菌株混合培養(yǎng)生長競爭動態(tài)變化 559
四、糞污降解菌四菌株混合培養(yǎng)生長競爭動態(tài)變化 567
五、討論 569
第三節(jié)　畜禽糞污降解菌混合培養(yǎng)溫度響應 573
一、糞污降解菌混合培養(yǎng)溫度響應數(shù)量測定 573
二、糞污降解菌單獨培養(yǎng)溫度響應 577
三、糞污降解菌兩菌株混合培養(yǎng)溫度響應 578
四、糞污降解菌三菌株混合培養(yǎng)溫度響應 588
五、糞污降解菌四菌株混合培養(yǎng)溫度響應 595
六、討論 598
第四節(jié)　畜禽糞污降解菌產(chǎn)酶菌株的篩選 601
一、概述 601
二、芽胞桿菌產(chǎn)酶透明圈法篩選 609
三、芽胞桿菌酶活力的測定 620
四、芽胞桿菌幾種重要酶活性的相關性 639
五、討論 653
第五節(jié)　畜禽糞污降解菌酶學特性的研究 655
一、概述 655
二、芽胞桿菌產(chǎn)復合酶特性 660
三、芽胞桿菌產(chǎn)酶生物學特性 668
四、芽胞桿菌纖維素酶和淀粉酶的酶學特性 674

第五章　畜禽糞污降解菌的作用機理 681
第一節(jié)　畜禽糞污微生物降解色譜分析方法 682
一、概述 682
二、研究方法 682
三、不同極性溶劑萃取總離子流圖分析 683
四、不同極性溶劑萃取效果比較 686
五、不同極性溶劑萃取物質(zhì)鑒定 686
六、討論 690
第二節(jié)　畜禽糞污降解菌豬糞發(fā)酵行為的色譜分析 690
一、研究方法 690
二、糞污降解菌豬糞發(fā)酵過程GS-MS總離子流譜圖 691
三、糞污降解菌豬糞發(fā)酵過程分解產(chǎn)物的分布特性 693
四、糞污降解菌發(fā)酵豬糞過程分解產(chǎn)物的聚類分析 696
五、糞污降解菌發(fā)酵豬糞過程的特征產(chǎn)物 698
六、討論 699
第三節(jié)　難降解有機物降解菌的篩選與鑒定 700
一、概述 700
二、研究方法 704
三、降解菌FLQ-11-1的篩選 706
四、降解菌FLQ-11-1的鑒定 707
五、討論 709
第四節(jié)　難降解有機物降解菌的作用機理 709
一、研究方法 710
二、接種量對FLQ-11-1降解氟氯氰菊酯的影響 711
三、溫度對FLQ-11-1降解氟氯氰菊酯的影響 712
四、pH值對FLQ-11-1降解氟氯氰菊酯的影響 712
五、響應面優(yōu)化分析 712
六、降解菌對不同擬除蟲菊酯的降解 714
七、討論 714
第五節(jié)　難降解有機物降解菌的代謝途徑 715
一、研究方法 715
二、提取條件的優(yōu)化 716
三、降解代謝物的總離子圖譜及質(zhì)譜鑒定 718
四、代謝產(chǎn)物的動態(tài)分析及代謝途徑的推測 719
五、討論 721
第六節(jié)　難降解有機物降解菌的蛋白表達 722
一、研究方法 722
二、細胞破碎方法優(yōu)化 727
三、芽胞桿菌FLQ-11-1降解過程分泌蛋白的雙向電泳分析 728
四、差異蛋白點的PMF鑒定 728
五、差異蛋白質(zhì)層次聚類分析 732
六、通路分析 732
七、幾個差異蛋白點的肽質(zhì)量指紋圖譜分析 733
八、討論 740
第七節(jié)　難降解有機物降解菌的蛋白結(jié)構(gòu) 740
一、研究方法 740
二、蛋白質(zhì)點499的生物信息學分析 741
三、蛋白質(zhì)點617的生物信息學分析 745
四、蛋白質(zhì)點458的生物信息學分析 749
五、討論 752

第六章　畜禽糞污異養(yǎng)硝化細菌的研究 754
第一節(jié)　異養(yǎng)硝化細菌的研究進展 755
一、養(yǎng)豬廢水的危害 755
二、養(yǎng)豬廢水脫氮技術 755
三、異養(yǎng)硝化細菌的研究進展 756
第二節(jié)　異養(yǎng)硝化細菌的分離及鑒定 759
一、研究方法 759
二、異養(yǎng)硝化細菌菌株分離和篩選 760
三、異養(yǎng)硝化細菌硝化活性分析 761
四、異養(yǎng)硝化細菌FJAT-14899的生理特性 762
五、異養(yǎng)硝化細菌FJAT-14899生長曲線測定 762
六、異養(yǎng)硝化細菌FJAT-14899的16S rDNA的鑒定 763
七、討論 763
第三節(jié)　異養(yǎng)硝化細菌種類分子多態(tài)性分析 764
一、研究方法 764
二、異養(yǎng)硝化細菌菌株的BOX-PCR多態(tài)性分析 766
三、異養(yǎng)硝化細菌菌株的REP-PCR多態(tài)性分析 767
四、養(yǎng)硝化細菌菌株的ERIC-PCR多態(tài)性分析 768
五、異養(yǎng)硝化細菌種類的分子多態(tài)性分析 770
六、討論 770
第四節(jié)　異養(yǎng)硝化細菌脫氮性能的研究 771
一、研究方法 771
二、標準曲線測定 772
三、脫氮副球菌FJAT-14899脫氮性能 772
四、接種量對脫氮副球菌FJAT-14899脫氮性能的影響 774
五、不同氮源對脫氮副球菌FJAT-14899脫氮性能的影響 776
六、C/N值對脫氮副球菌FJAT-14899脫氮性能的影響 776
七、氮源濃度對脫氮副球菌FJAT-14899脫氮性能的影響 778
八、pH值對脫氮副球菌FJAT-14899脫氮性能的影響 779
九、溫度對脫氮副球菌FJAT-14899脫氮性能的影響 780
十、最佳環(huán)境條件下脫氮副球菌FJAT-14899脫氮性能 782
十一、討論 783
第五節(jié)　異養(yǎng)硝化細菌產(chǎn)品包被技術研究 783
一、研究方法 784
二、固定化材料的篩選 785
三、海藻酸鈉濃度對固定化的影響 787
四、CaCl2濃度對固定化的影響 788
五、包埋時間對固定化的影響 788
六、保存時間對FJAT-14899活性的影響 789
七、脫氮副球菌FJAT-14899固定化小球脫氮效果 790
八、脫氮副球菌FJAT-14899固定化小球污水脫氮效果 790
九、討論 791

第七章　畜禽飼用益生菌研究與應用 792
第一節(jié)　飼用益生菌研究進展 793
一、飼用益生菌研究 793
二、益生菌發(fā)展歷程 795
三、飼用益生菌菌種管理 799
四、益生素的類型 801
五、益生菌作用機制 805
六、益生素的應用 807
七、芽胞桿菌益生菌 809
第二節(jié)　飼用益生菌的篩選 809
一、研究方法 810
二、飼用益生菌菌株篩選與鑒定 813
三、飼用益生菌生物學特性 817
四、飼用益生菌酶學特性 818
五、討論 821
第三節(jié)　飼用益生菌免疫抗病特性 823
一、研究方法 823
二、飼用益生菌拮抗特性 824
三、飼用益生菌在小鼠體內(nèi)定殖特性 825
四、飼用益生菌對小鼠毒力的動力學模型 826
五、飼用益生菌對雞免疫功能的影響 829
六、討論 830
第四節(jié)　飼用益生菌菌劑保存特性 831
一、研究方法 831
二、芽胞產(chǎn)率及芽胞耐熱性 834
三、人工胃腸液、豬膽鹽耐受性試驗 834
四、抑菌試驗及抗生素敏感試驗 835
五、不同穩(wěn)定劑對芽胞桿菌FJAT-1501-BPA發(fā)酵液的影響 836
六、不同鹽濃度對芽胞桿菌FJAT-1501-BPA發(fā)酵液保存特性的影響 836
七、不同pH值對芽胞桿菌FJAT-1501-BPA發(fā)酵液保存特性的影響 837
八、不同防腐劑對芽胞桿菌FJAT-1501-BPA發(fā)酵液保存特性的影響 837
九、貯存過程中芽胞桿菌益生菌劑活菌數(shù)的變化及抑菌能力變化 838
十、討論 842
第五節(jié)　飼用益生菌應用效果評價 844
一、研究方法 844
二、芽胞桿菌益生菌劑對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響 846
三、芽胞桿菌益生菌劑對斷奶仔豬糞便微生物的影響 848
四、芽胞桿菌益生菌劑對糞便中常規(guī)有機營養(yǎng)成分含量的影響 849
五、芽胞桿菌益生菌劑對糞便酶活的影響 849
六、討論 851
第六節(jié)　飼用益生菌的生理作用 853
一、研究方法 854
二、對仔豬血液中總膽紅素、直接膽紅素、間接膽紅素的影響 854
三、對仔豬血液中血尿素氮、肌酐、總膽固醇、α-羥基丁酸的影響 855
四、對仔豬血液中總蛋白、白蛋白、球蛋白、白球比的影響 856
五、對仔豬血液中谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶的影響 858
六、對仔豬血液中淀粉酶、谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶、膽堿酯酶、乳酸脫氫酶的影響 859
七、對仔豬血液中鈣、磷、鎂、鐵的影響 860
八、對仔豬血液中IgA、IgG、IgM的影響 861
九、討論 862
第七節(jié)　飼用益生菌對腸道微生物的影響 864
一、研究方法 865
二、仔豬糞便中微生物脂肪酸生物標記總量的比較 866
三、仔豬腸道微生物群落脂肪酸生物標記在各處理組的分布 866
四、不同處理組仔豬腸道微生物群落脂肪酸生物標記的聚類分析 868
五、不同處理組仔豬腸道微生物群落脂肪酸生物標記多樣性指數(shù) 868
六、討論 869

第八章　畜禽糞污降解菌發(fā)酵工藝 871
第一節(jié)　畜禽糞污降解菌發(fā)酵裝備的設計 872
一、基于TCP/IP協(xié)議的局域網(wǎng)發(fā)酵狀態(tài)遠程監(jiān)控軟件設計 872
二、發(fā)酵罐微機控制系統(tǒng)的設計 873
三、發(fā)酵罐微機控制軟件的設計 873
四、微機控制發(fā)酵系統(tǒng)溫控實體模型 874
五、氣升式發(fā)酵罐溫控軟件的設計 875
六、溫控自識別切換管路設計 876
第二節(jié)　畜禽糞污降解菌的誘變育種 877
一、基于突變體庫構(gòu)建的芽胞桿菌篩選 877
二、突變子生物學特性及其培養(yǎng)條件優(yōu)化 888
三、菌株抑菌功能物質(zhì)羥苯乙酯的檢測 897
第三節(jié)　畜禽糞污降解菌產(chǎn)功能物質(zhì)發(fā)酵條件優(yōu)化 901
一、菌株代謝組物質(zhì)提取的響應面優(yōu)化 901
二、產(chǎn)木聚糖酶、蛋白酶、果膠酶、普魯蘭酶菌株發(fā)酵條件優(yōu)化 907
三、產(chǎn)纖維素酶、淀粉酶菌株發(fā)酵條件優(yōu)化 924
四、產(chǎn)羥苯乙酯菌株發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化 933
第四節(jié)　畜禽糞污降解菌脂肽研究 943
一、概述 943
二、產(chǎn)脂肽菌株篩選與鑒定 950
三、產(chǎn)脂肽菌株基因組分析 963
四、菌株脂肽的分離純化 974
五、菌株脂肽的抑菌機理 980
六、產(chǎn)脂肽菌株發(fā)酵條件優(yōu)化 983

參考文獻 1000