细菌和真菌群体感应信号分子对好氧颗粒污泥性能及丝状菌二型态的影响研究

好氧颗粒污泥的培养过程及对有机物的降解性能容易受到环境因素的影响，颗粒中丝状菌的二型态转化直接影响颗粒的稳定性，目前的解决方法仅限于改变运行条件，缺乏从微生物之间相互作用的角度进行研究。微生物群体感应是依赖于微生物密度的细胞间通讯机制，好氧颗粒污泥这种高密度的微生物聚集体是研究微生物群体感应的良好载体。本课题将基于细菌和真菌的群体感应行为机制，建立内、外源信号分子-好氧颗粒污泥生长调控体系，利用常规方法、色谱法及分子生物学手段，考察信号分子对好氧颗粒污泥培养过程中的群落结构、抗压性能及其它表观指标的影响；并以污水中的典型有机物为唯一碳源，考察好氧颗粒污泥对糖类、蛋白质及直链烷基苯磺酸钠（LAS）的降解效率及其降解酶活性受到信号分子的影响，并探讨有机物被降解过程中信号分子的响应规律；利用显微观察及比表面积孔径分析方法，考察信号分子对丝状菌二型态转化的影响，为研究好氧颗粒污泥技术提供新思路。

本项目主要进行了信号分子对好氧颗粒污泥形成影响的研究工作，研究计划内容基本完成。在本项目中，通过将组成二类信号分子的基本元素——硼添加至SBR反应器中，研究了硼对好氧颗粒污泥生长的促进作用；利用两种报告菌株阐述了一类信号分子（AHLs）和二类信号分子（AI-2）在好氧颗粒污泥形成过程中的活性变化；同时研究了胞外聚合物（EPS）对于好氧颗粒污泥形成的影响；通过三维荧光光谱（EEM）揭示外源信号分子的添加促进AGS形成的机制。本项目还研究了两种不利的环境因素——低氧和高氮对好氧颗粒污泥形成过程的影响；同时研究好氧颗粒污泥形成过程中的颗粒外形、种间群体感应、EPS特征以及微生物群落结构变化；通过对EEM光谱分析揭示其变化机理；通过群落结构分析证实反应器中的生化反应类型。最后，本项目通过构建静态生物膜体系，建立了群感效应信号分子AHLs 的生物检测方法；筛选了饮用水相关环境中具有成膜能力的菌株；阐述了饮用水系统中存在完整或不完整的细菌群感效应现象的可能性；并通过添加AHLs 信号分子的结构类似物，发现其对群感效应系统的响应菌株的生物膜形成并无显著影响。