[發明專利]用多個微生物學指標對生物修復海區進行評價的方法

無效

• 申請號: 201110375776.8
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN103131753A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 樊景鳳;郭建麗;付慧;陳佳瑩;韓彥壘;袁秀堂
• 申請（專利權）人: 國家海洋環境監測中心
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68;C12Q1/06;C12Q1/02
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所 11216
• 代理人: 劉激揚

技術領域

本發明涉及一種用多個微生物學指標對生物修復海區進行評價的方法，具體地說，涉及一種包括微生物生物量碳測定方法、微生物基礎呼吸測定方法、纖維素分解作用、細菌總數的測定方法、硝化細菌MPN-PCR計數方法、反硝化細菌MPN-PCR計數方法以及沉積物中微生物多樣性對比分析方法的利用微生物學指標對生物修復海區進行評價的方法。

背景技術

海洋生境和生物資源修復技術是目前國際生態學研究的前沿和熱點領域之一。生物修復技術，即利用微生物、植物及其它生物，將環境中的污染物降解、吸收或轉化為其它無害物質的處理系統，具有費用低、安全性高、無二次污染、簡便易行等優點；生物修復技術是一項發展潛力大、應用范圍廣、環境友好的處理技術，已經受到歐美等發達國家的高度重視，并投入大量資金進行生物修復技術的研究與應用。

海洋生境組成成分極其復雜，修復評價是海洋多方面功能的綜合體現，包括保持生物生產力、環境質量以及動植物和微生物健康的能力等。海洋生境修復評價的研究只是剛剛起步，其概念理論尚不成熟。海洋生境修復效果是一個動態的概念，修復評價不能僅由單一的指標來表示，必須由足夠代表其物理、化學和生物學性質及過程的多個指標組成。目前，這方面的研究數據匱乏，評價指標不穩定，重復性較差，沒有形成規模性研究，因此，有待建立和完善科學、實用、有效的評價體系和評價模型。

沉積物的微生物生物量是指沉積物中體積小于5×10³μm³的生物總量，包括細菌、真菌、放線菌和小型動物，但不包括植物殘體。沉積物的微生物生物量包括微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷以及微生物生物量硫，通常以微生物生物量碳含量來表示。沉積物微生物生物量碳是指沉積物中所有活微生物體中碳的總量，通常占微生物干物質的40％～45％，是反應微生物生物量大小的最重要的指標。

沉積物基礎呼吸作用是有機碳礦化成CO₂的過程，呼吸強度可看作是衡量微生物的總活性指標，它反映了整個微生物群落(包括休眠狀態和活性狀態)的活性。沉積物基礎呼吸易于測定，是最早用于檢查環境變化生化過程的指標之一，在監測有機物分解方面也是一個較好的參數，但其容易受基質、水分、溫度等因素影響，易變性較強。

纖維素是沉積物中植物殘體的主要組分之一，它主要依靠微生物進行分解。纖維素分解作用開始是通過纖維素酶水解，產生纖維二糖，然后在纖維二糖酶的作用下分解為葡萄糖。最終，糖在有氧與無氧條件下被分解。因此，微生物對纖維素的分解作用被視為自然界碳素循環的基礎。纖維素的分解在沉積物碳素循環、腐殖質的形成、沉積物理化性質的改善上具有重要作用。

細菌總數是常用檢測指標之一，也是測定水中好氧菌和兼性厭氧菌數量的方法之一，一般采用普通活菌計數方法所得到的細菌大部分是腐生性的中溫好氧菌和兼性厭氧菌。因此，這種計數方法的準確性除了與采樣有關外，主要取決于所用的培養基成分及培養條件是否符合被檢水體中絕大多數細菌的生長繁殖條件，這種方法只是反映海洋微生物的數量的一種近似計數方法。盡管培養計數操作繁瑣，所計菌數不包括非可培養種群，而且可培養細菌數只占總菌數的極少數，但是，它畢竟是傳統公認的計數法，并且對環境反應敏感。

硝化細菌和反硝化細菌在氮元素的生物地球化學循環中扮演重要的角色。硝化細菌包括氨氧化細菌(Ammonia-oxidizing?bacteria)和亞硝酸鹽氧化細菌(Nitrite-oxidizing?bacteria)兩大不同的代謝類群。硝化作用是指在有氧條件下氨被硝化細菌最終氧化為硝酸鹽的過程。反硝化作用是一個硝酸鹽的生物還原過程。在這個過程里異養細菌在呼吸作用中利用硝酸鹽作為電子接受體，將其還原為氣態的N₂和N₂O。最常見的反硝化細菌是假單胞菌屬。

微生物多樣性是指生命體在遺傳、種類和生態系統層次上的變化，包括物種多樣性、遺傳(基因)多樣性、生態系統多樣性以及功能多樣性。它代表著微生物群落的穩定性，反映了生態機制和脅迫對微生物群落的影響，是系統受干擾后細小變化的重點監測因子，是監測對環境變化和脅迫的反應的重要指標。微生物種群結構多樣性指數可用Shannon指數H來表示。微生物多樣性可以作為反映生物類群的多變性和生物活性的生物指標，對微生物多樣性的分析能進一步揭示生境健康與否在微生物數量和功能上的差異。

發明內容

本發明的目的是提供一種用多個微生物學指標對生物修復海區進行評價的方法，該方法包括：