污水處理的微生物檢測中對分子生物學技術的應用探討

王利明

（1蘇州科技大學江蘇蘇州2150092蘇州衛生職業技術學院江蘇蘇州215009）

污水處理的微生物檢測中對分子生物學技術的應用探討

王利明

（1蘇州科技大學江蘇蘇州2150092蘇州衛生職業技術學院江蘇蘇州215009）

傳統的污水處理方法主要是生物法，這種治理處理方法有較大局限性在探析污水中復雜微生態系統方面，例如污水中存在于細菌群落的活性污泥不一定能采用培養方法分析，其生物反應器信息也不能較好地充分地揭示出來等等，使用分子生物學技術則能較好地解決這些問題。分子生物學技術能夠更好控制污水生物處理過程，本文將對分子生物學技術在污水處理的微生物檢測中應用進行重點分析與探討。

污水處理；微生物檢測；分子生物學技術

污水處理中微生物系統檢測及鑒別過程中，分子生物技術具有重要價值，在這方面起到了較好作用，污水處理過程中使用這項技術，能較好地確定污水中具體菌群組成、動態變化等等，此外在提升生物處理效率、節省成本方面意義也很重大。

1　聚合酶鏈反應（PCR）技術在污水處理微生物檢測中的應用

生物學領域專家學者K.Mullis等人在上世紀80年代發現建立了聚合酶鏈反應（Polymerase Chain Reaaction）技術，作為一種特異DNA片段技術，其具有促進體外酶擴增的作用。這種技術要使用到引物—特異寡核苷酸，引物設計參照目的基因就可以了，然后進行DNA體外合成反應，合成反應中包含一定次數（25-30個循環），DNA短時間循環內會呈現出顯著擴增、并獲取數量非常多的目的基因，由此我們也能總結分析出：使用的此種分子生物學技術具有高靈敏度及強特異性，技術實際操作起來也非常方便，但是其只適用于微生物特定核算條件，還需要經過重復性酶促過程，最后才能促進DNA合成或者是擴增。實際應用過程中，經常會用到那些經修正或聯合性衍生技術例如RT-PCR、競爭PCR等。

兩種污水處理的分子生物學技術：（1）含有RNA病毒的才能被RT-PCR檢測出來，這也是這種技術最為顯著特點，DNA的轉化得到必須使RNA經過相反轉錄酶進行轉變，曾經有科學研究者在1997年使用dmpN基因擴增檢測存在于間歇式反應器中的降解酚假單胞菌（Pesudomonas），實驗結果證明：分子生物學技術RT-PCR不進能對微生物降解酚能力進行有效檢測，還可以測量出dmpN基因水平，借助這個數據資料來判定假單胞菌是否具有特殊分解活性，其實上述結果中涉及的三項指標內容之間呈現出正相關關系。（2）競爭性PCR，它是一種定量PCR，將人工構建帶有突變性競爭模板及控制競爭模板加入到PCR反應體系后，然后確定目的模板濃度，定量研究目的模板[1]。競爭性PCR曾經用于含有編碼鄰苯二酚-2的多環芳香烴污染沉降物，也能用于測定3-加雙氧酶dmpB基因濃度。dmpB基因片段會受人工改造后的PCR技術影響作用，還常常伴隨出現40bp大小的缺失，其能充當PCR擴增競爭模板，這進一步表明了目的模板PCR長于競爭模板的PCR，這兩種模板能夠共同擴增，而且也能對沉降物中dmpB基因濃度進行定量分析比較競爭模板及目的模板后。

2　DNA重組技術在污水處理微生物檢測中的應用

一些專家學者在上世紀70年代發現了限制性核算內切酶，然后又在研究這種物質基礎上，研發建立了DNA重組技術，這種技術的實質是：連接兩個或多個單獨DNA片段后，一個自主復制的DNA分子會出現在特定宿主中，重組DNA要經歷的主要過程主要有：獲取外源DNA；對載體進行選擇及處理；連接目的DNA片段及處理后載體；在合適宿主細胞中，將連接產物導入，實現DNA分子的復制擴增及重組；在平板培養基上，促進轉化菌落向單個菌落的培養形成，并將其中含有DNA陽性克隆篩選出來。篩選時不能使用直接單純分離法，也不能通過篩選功能性微生物來處理污水、廢水。污染物隨著環境污染的日益加劇而變得日益復雜、難處理。

為了更好地解決污染物的處理問題，最好使用基因工程技術，分析實際需求情況，建立合理有效的基因工程菌，促使多樣有害污染物細菌的有效降解[2]。動態檢測污水、廢水中指示菌意義重大，指示菌存活率較高、對特定物質變化也較敏感，將指示菌應用其中，不僅能使污水中成分改變情況迅速、明確地反映出來，也能促進特定整合基因向一些微生物基因組中擴展，并釋放出基因工程在特定環境中，達到監測環境的目的。含有指示菌基因工程菌最好有這些特點：外源基因容易被擴增、檢測及定量；工程菌在特定環境中的存活率較高；特定物質變化較敏感。科學研究者Hwang與Farrand采取措施實施了基因工程處理，處理對象是一種單胞菌Pseudomonas，另外甘露醇冠癭堿分解代謝基因也存在并參與基因工程處理工作，冰草氨酸及甘露氨酸中也包含有這種分解代謝基因，因此也可以使用這種物質實施基因工程處理，最后進行下一步的特異性檢測。

3　結語

20世紀80年代創建了分子生物學，從那以后這種技術便推廣應用到全世界、并得到了普及，廣泛地應用于多個領域中例如醫學、生物學及考古學等等，并取得了顯著成就及發展，產生了較大的時間效益及經濟效益，未來也有較好的應用前景。污水中的微生物群體種類復雜、生存狀態多樣，最好使用分子生物學技術對污水進行處理、回收再利用，也應將分子生物學技術與其他技術如環境工程檢測技術進行結合使用，更好地開展污水處理的微生物檢測工作。

[1]張景新.鐵強化微生物—電催化厭氧污水處理技術的研究[D].大連理工大學,2013.

[2]李華龍.循環水養殖系統主要氨氮降解微生物的初步研究[D].中國海洋大學,2013.