畜禽糞污治理微生物菌種研究與應用


	本書為“畜禽糞汙微生物治理及其資源化利用叢書”的一個分冊，全書共八章，以畜禽糞汙降解、益生菌等相關微生物菌種研究與利用為主線，主要介紹了畜禽糞汙微生物治理的範疇，糞汙降解菌的功能、資源研究進展；畜禽糞汙降解菌資源採集、鑒定、區域生態分佈及多樣性、管理；中國西部嗜堿芽胞桿菌、福建近海灘塗沉積物微生物、臺灣省和福建武夷山自然保護區芽胞桿菌等資源情況；畜禽糞汙降解菌的生長特性、混合培養生長競爭、混合培養溫度回應特徵，以及產酶菌株的篩選及其酶學特性；畜禽糞汙微生物降解色譜分析方法，畜禽糞汙降解菌豬糞發酵行為的色譜分析，難降解有機物降解菌的篩選與鑒定、作用機理、代謝途徑等；異養硝化細菌的研究進展、分離鑒定、多態性、脫氮性能和產品包被技術；飼用益生菌的研究進展、篩選、免疫抗病特性、菌劑保存特性、應用效果評價、生理作用及其對腸道微生物的影響；畜禽糞汙降解菌發酵裝備的設計、畜禽糞汙降解菌的誘變育種、畜禽糞汙降解菌產功能物質發酵條件優化及其脂肽研究等。本書具有較強的知識性、系統性和針對性，可供從事畜禽糞汙治理及其資源化利用的工程技術人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學校環境科學與工程、農業工程、生態工程、生物工程及相關專業師生參閱。



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	目錄第一章畜禽糞汙微生物治理研究進展 001 第一節畜禽糞汙微生物治理的範疇 002 一、畜禽糞汙處理的策略 002 二、畜禽糞汙處理和資源化利用現狀 003 三、畜禽糞汙微生物治理研究範疇 004 第二節畜禽糞汙降解菌功能研究進展 006 一、畜禽糞汙治理技術 006 二、畜禽糞汙處理方法 011 三、畜禽糞汙微生物發酵 028 第三節畜禽糞汙降解菌資源研究進展 034 一、微生物的地理分佈 034 二、環境微生物多樣性 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 第四節畜禽糞汙治理降解菌——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佈 044 六、芽胞桿菌資源的應用 045 第五節畜禽糞汙資源化利用研究進展 045 一、微生物肥料產業現狀 045 二、微生物肥料產業存在的主要問題 047 三、微生物肥料的產業化方向 047 四、複合微生物肥料生產研究及其應用前景 048 五、微生物肥料的現狀和發展趨勢 054 六、微生物菌劑研究與應用 056 第二章畜禽糞汙降解菌資源採集 069 第一節芽胞桿菌資源採集 070 一、全國區域芽胞桿菌資源採集 070 二、芽胞桿菌資源地理生境採集 071 第二節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、研究團隊採集分離的芽胞桿菌種類 168 四、芽胞桿菌中國區域分佈種的鑒定 171 五、芽胞桿菌中國新記錄種鑒定 175 第三節芽胞桿菌中國區域生態分佈 177 一、芽胞桿菌區系分佈調查 177 二、芽胞桿菌種類總體分佈 194 三、芽胞桿菌種類中國區域分佈 200 四、芽胞桿菌種類區域生境分佈 201 第四節芽胞桿菌全域資源多樣性指數 203 一、芽胞桿菌區域分佈多樣性指數 203 二、芽胞桿菌生境分佈多樣性指數 208 第五節芽胞桿菌地理分佈 211 一、芽胞桿菌海拔分佈 211 二、芽胞桿菌維度分佈 212 第六節芽胞桿菌資源管理 213 一、微生物資源標本地理分佈資訊管理系統建立 213 二、芽胞桿菌資源庫管理系統實體模型構建 217 三、芽胞桿菌菌種資源庫管理系統建立 227 第七節討論 234 一、畜禽糞汙治理芽胞桿菌資源採集 234 二、芽胞桿菌多樣性分佈分析 235 三、芽胞桿菌地理環境分佈特徵 236 第三章畜禽糞汙降解菌資源分析 238 第一節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、嗜堿芽胞桿菌區域分佈 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 第二節福建近海灘塗沉積物微生物資源分析 329 一、概述 329 二、研究方法 332 三、近海灘塗細菌群落多樣性 335 四、近海灘塗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、芽胞桿菌種類區系調查 416 四、芽胞桿菌優勢種分佈 421 五、芽胞桿菌種類組成多樣性 428 六、芽胞桿菌種群分佈生態學特性 431 七、芽胞桿菌特徵種群地理分化 444 八、討論 466 第四節福建武夷山自然保護區芽胞桿菌資源分析 473 一、概述 473 二、研究方法 475 三、芽胞桿菌種類區系調查 480 四、芽胞桿菌種類分佈多樣性 488 五、芽胞桿菌種群分佈生態學特性 497 六、芽胞桿菌特徵種群地理分化 517 七、討論 529 第四章畜禽糞汙降解菌微生物學特性 532 第一節畜禽糞汙降解菌的生長特性 533 一、研究方法 533 二、糞汙降解菌的分離鑒定 536 三、糞汙降解菌的生長曲線 538 四、糞汙降解菌的營養需求 539 五、糞汙降解菌生長動力學 541 六、討論 544 第二節畜禽糞汙降解菌混合培養生長競爭 545 一、糞汙降解菌混合培養的生長競爭數量測定 546 二、糞汙降解菌兩菌株混合培養生長競爭動態變化 550 三、糞汙降解菌三菌株混合培養生長競爭動態變化 559 四、糞汙降解菌四菌株混合培養生長競爭動態變化 567 五、討論 569 第三節畜禽糞汙降解菌混合培養溫度回應 573 一、糞汙降解菌混合培養溫度回應數量測定 573 二、糞汙降解菌單獨培養溫度回應 577 三、糞汙降解菌兩菌株混合培養溫度回應 578 四、糞汙降解菌三菌株混合培養溫度回應 588 五、糞汙降解菌四菌株混合培養溫度回應 595 六、討論 598 第四節畜禽糞汙降解菌產酶菌株的篩選 601 一、概述 601 二、芽胞桿菌產酶透明圈法篩選 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 第五節畜禽糞汙降解菌酶學特性的研究 655 一、概述 655 二、芽胞桿菌產複合酶特性 660 三、芽胞桿菌產酶生物學特性 668 四、芽胞桿菌纖維素酶和澱粉酶的酶學特性 674 第五章畜禽糞汙降解菌的作用機理 681 第一節畜禽糞汙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鑒定 686 六、討論 690 第二節畜禽糞汙降解菌豬糞發酵行為的色譜分析 690 一、研究方法 690 二、糞汙降解菌豬糞發酵過程GS-MS總離子流譜圖 691 三、糞汙降解菌豬糞發酵過程分解產物的分佈特性 693 四、糞汙降解菌發酵豬糞過程分解產物的聚類分析 696 五、糞汙降解菌發酵豬糞過程的特徵產物 698 六、討論 699 第三節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、回應面優化分析 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、提取條件的優化 716 三、降解代謝物的總離子圖譜及質譜鑒定 718 四、代謝產物的動態分析及代謝途徑的推測 719 五、討論 721 第六節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、差異蛋白質層次聚類分析 732 六、通路分析 732 七、幾個差異蛋白點的肽品質指紋圖譜分析 733 八、討論 740 第七節難降解有機物降解菌的蛋白結構 740 一、研究方法 740 二、蛋白質點499的生物資訊學分析 741 三、蛋白質點617的生物資訊學分析 745 四、蛋白質點458的生物資訊學分析 749 五、討論 752 第六章畜禽糞汙異養硝化細菌的研究 754 第一節異養硝化細菌的研究進展 755 一、養豬廢水的危害 755 二、養豬廢水脫氮技術 755 三、異養硝化細菌的研究進展 756 第二節異養硝化細菌的分離及鑒定 759 一、研究方法 759 二、異養硝化細菌菌株分離和篩選 760 三、異養硝化細菌硝化活性分析 761 四、異養硝化細菌FJAT-14899的生理特性 762 五、異養硝化細菌FJAT-14899生長曲線測定 762 六、異養硝化細菌FJAT-14899的16S rDNA的鑒定 763 七、討論 763 第三節異養硝化細菌種類分子多態性分析 764 一、研究方法 764 二、異養硝化細菌菌株的BOX-PCR多態性分析 766 三、異養硝化細菌菌株的REP-PCR多態性分析 767 四、養硝化細菌菌株的ERIC-PCR多態性分析 768 五、異養硝化細菌種類的分子多態性分析 770 六、討論 770 第四節異養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、最佳環境條件下脫氮副球菌FJAT-14899脫氮性能 782 十一、討論 783 第五節異養硝化細菌產品包被技術研究 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 第一節飼用益生菌研究進展 793 一、飼用益生菌研究 793 二、益生菌發展歷程 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 第四節飼用益生菌菌劑保存特性 831 一、研究方法 831 二、芽胞產率及芽胞耐熱性 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、不同穩定劑對芽胞桿菌FJAT-1501-BPA發酵液的影響 836 六、不同鹽濃度對芽胞桿菌FJAT-1501-BPA發酵液保存特性的影響 836 七、不同pH值對芽胞桿菌FJAT-1501-BPA發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的變化及抑菌能力變化 838 十、討論 842 第五節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有機營養成分含量的影響 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、對仔豬血液中穀丙轉氨酶、穀草轉氨酶、鹼性磷酸酶的影響 858 六、對仔豬血液中澱粉酶、穀氨醯轉肽酶、膽鹼酯酶、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佈 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 868 六、討論 869 第八章畜禽糞汙降解菌發酵工藝 871 第一節畜禽糞汙降解菌發酵裝備的設計 872 一、基於TCP/IP協定的局域網發酵狀態遠端監控軟體設計 872 二、發酵罐微機控制系統的設計 873 三、發酵罐微機控制軟體的設計 873 四、微機控制發酵系統溫控實體模型 874 五、氣升式發酵罐溫控軟體的設計 875 六、溫控自識別切換管路設計 876 第二節畜禽糞汙降解菌的誘變育種 877 一、基於突變體庫構建的芽胞桿菌篩選 877 二、突變子生物學特性及其培養條件優化 888 三、菌株抑菌功能物質羥苯乙酯的檢測 897 第三節畜禽糞汙降解菌產功能物質發酵條件優化 901 一、菌株代謝組物質提取的回應面優化 901 二、產木聚糖酶、蛋白酶、果膠酶、普魯蘭酶菌株發酵條件優化 907 三、產纖維素酶、澱粉酶菌株發酵條件優化 924 四、產羥苯乙酯菌株發酵培養基優化 933 第四節畜禽糞汙降解菌脂肽研究 943 一、概述 943 二、產脂肽菌株篩選與鑒定 950 三、產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、產脂肽菌株發酵條件優化 983 參考文獻 1000