| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第17-39页 |
| 1.1 课题来源 | 第17页 |
| 1.2 抗生素氯霉素在环境中危害 | 第17-18页 |
| 1.3 氯霉素降解研究进展 | 第18-21页 |
| 1.3.1 物理化学方法 | 第18-20页 |
| 1.3.2 微生物学方法 | 第20-21页 |
| 1.4 生物电化学系统生物阴极研究进展 | 第21-26页 |
| 1.4.1 生物阴极的功能与优势 | 第21页 |
| 1.4.2 生物阴极的微生物群落结构与功能 | 第21-26页 |
| 1.5 微生物厌氧呼吸机制研究进展 | 第26-32页 |
| 1.5.1 基于氧化还原活性蛋白的短程直接电子传递 | 第26-27页 |
| 1.5.2 基于可溶性电子介体物质参与的电子传递 | 第27-29页 |
| 1.5.3 导电菌毛介导的长程电子传递 | 第29-31页 |
| 1.5.4 中介体黄素结合外膜细胞色素c加速电子传递 | 第31-32页 |
| 1.6 阴极电子向微生物传递过程 | 第32-36页 |
| 1.6.1 Geobacter和Shewanella吸收阴极电子 | 第32页 |
| 1.6.2 其它微生物吸收阴极电子 | 第32-33页 |
| 1.6.3 阴极强化生物修复污染物 | 第33-35页 |
| 1.6.4 生物阴极驱动合成生产燃料和化合物 | 第35-36页 |
| 1.7 本论文研究背景、目的和意义 | 第36-37页 |
| 1.8 本论文研究内容和技术路线 | 第37-39页 |
| 第2章 实验材料与方法 | 第39-52页 |
| 2.1 BES反应器构型 | 第39-40页 |
| 2.2 BES生物阴极反应器的启动与运行 | 第40-42页 |
| 2.2.1 还原降解氯霉素富集液驯化方法 | 第40页 |
| 2.2.2 生物阴极启动与运行参数 | 第40-42页 |
| 2.3 实验试剂及培养基配方 | 第42-43页 |
| 2.3.1 实验试剂 | 第42页 |
| 2.3.2 实验需要培养基 | 第42-43页 |
| 2.4 电化学分析方法 | 第43-44页 |
| 2.4.1 循环伏安分析 | 第43页 |
| 2.4.2 交流阻抗分析 | 第43-44页 |
| 2.5 化学分析方法 | 第44-45页 |
| 2.5.1 薄层层析法 | 第44页 |
| 2.5.2 高效液相色谱法 | 第44页 |
| 2.5.3 高效液相色谱-质谱串联分析 | 第44页 |
| 2.5.4 气相色谱法 | 第44-45页 |
| 2.5.5 葡萄糖测定 | 第45页 |
| 2.5.6 离子色谱法 | 第45页 |
| 2.6 氯霉素还原降解产物的抗细菌活性分析 | 第45-46页 |
| 2.7 生物膜形态及活性分析 | 第46页 |
| 2.7.1 扫描电子显微镜分析 | 第46页 |
| 2.7.2 荧光共聚焦显微镜分析 | 第46页 |
| 2.8 微生物群落结构与功能基因解析 | 第46-50页 |
| 2.8.1 PCR-DGGE分析 | 第46-47页 |
| 2.8.2 基于16S rRNA基因Illumina MiSeq高通量测序 | 第47-49页 |
| 2.8.3 功能基因芯片GeoChip杂交分析 | 第49-50页 |
| 2.9 计算方法及统计学分析 | 第50-52页 |
| 2.9.1 阴极电流和氯霉素还原降解速率 | 第50-51页 |
| 2.9.2 多变量差异性多元统计学分析 | 第51页 |
| 2.9.3 微生物多样性指数分析 | 第51页 |
| 2.9.4 Student t检验统计学分析 | 第51-52页 |
| 第3章 生物阴极强化还原降解氯霉素及转化途径 | 第52-72页 |
| 3.1 引言 | 第52页 |
| 3.2 BES还原降解氯霉素特性 | 第52-61页 |
| 3.2.1 氯霉素厌氧还原富集液培养 | 第52-53页 |
| 3.2.2 生物阴极形成及其还原氯霉素效能 | 第53-55页 |
| 3.2.3 氯霉素还原中间产物特性 | 第55-56页 |
| 3.2.4 氯霉素还原中间产物的质谱鉴定 | 第56-60页 |
| 3.2.5 脱氯芳香胺产物AMCl丧失抗生素抗细菌活性 | 第60-61页 |
| 3.3 无机碳源供给下生物阴极还原氯霉素效率 | 第61-63页 |
| 3.4 BES阴极还原降解氯霉素途径 | 第63-65页 |
| 3.4.1 BES阴极还原脱氯机制 | 第63-64页 |
| 3.4.2 BES阴极还原氯霉素途径 | 第64-65页 |
| 3.5 阴极微生物在氯霉素还原催化中的电化学证据 | 第65-68页 |
| 3.5.1 非生物阴极还原氯霉素循环伏安特征 | 第65-66页 |
| 3.5.2 生物阴极还原氯霉素循环伏安特征 | 第66-67页 |
| 3.5.3 不同培养时间生物阴极还原氯霉素循环伏安特征 | 第67-68页 |
| 3.6 阴极生物膜微生物群落分析 | 第68-70页 |
| 3.7 本章小结 | 第70-72页 |
| 第4章 生物阴极还原氯霉素群落结构与功能解析 | 第72-99页 |
| 4.1 引言 | 第72页 |
| 4.2 生物阴极启动及其氯霉素还原效率 | 第72-75页 |
| 4.3 阴极环境对还原氯霉素生物阴极微生物群落结构的影响 | 第75-82页 |
| 4.3.1 电子扫描电镜观察 | 第75页 |
| 4.3.2 总体微生物群落结构与功能基因组成变化 | 第75-78页 |
| 4.3.3 独特功能基因分析 | 第78-81页 |
| 4.3.4 微生物多样性指数分析 | 第81-82页 |
| 4.4 不同分类水平上微生物群落结构差异分析 | 第82-87页 |
| 4.4.1 总体微生物群落结构差异 | 第82-84页 |
| 4.4.2 生物膜占优势菌属丰度与功能 | 第84-86页 |
| 4.4.3 占优势菌属与功能基因芯片结果比较分析 | 第86-87页 |
| 4.5 电子传递细胞色素C基因丰度分析 | 第87-90页 |
| 4.6 其它可能参与电子传递过程基因 | 第90-94页 |
| 4.6.1 氢化酶基因 | 第90-93页 |
| 4.6.2 电子传递呼吸链组分基因 | 第93-94页 |
| 4.7 硝基芳香烃还原相关基因丰度及多样性 | 第94-97页 |
| 4.7.1 硝基还原酶、老黄素酶和细胞色素P450 | 第94-95页 |
| 4.7.2 其它硝基还原相关基因 | 第95-97页 |
| 4.8 抗生素抗性基因丰度 | 第97-98页 |
| 4.9 本章小结 | 第98-99页 |
| 第5章 生物阴极还原氯霉素响应温度改变机制 | 第99-123页 |
| 5.1 引言 | 第99页 |
| 5.2 常温切换至低温下生物阴极还原氯霉素特性 | 第99-105页 |
| 5.2.1 温度切换前后生物阴极电流电位比较 | 第99-101页 |
| 5.2.2 温度切换前后生物阴极还原降解氯霉素比较 | 第101页 |
| 5.2.3 不同运行状态下还原降解产物形成效率 | 第101-104页 |
| 5.2.4 共基质葡萄糖转化特性 | 第104-105页 |
| 5.3 常温切换至低温下阴极微生物催化活性 | 第105-106页 |
| 5.3.1 阴极生物膜细胞形态及活性 | 第105页 |
| 5.3.2 电化学表征生物阴极催化活性 | 第105-106页 |
| 5.4 低温运行生物阴极稳定降解氯霉素及响应温度升高机制 | 第106-108页 |
| 5.4.1 氯霉素还原降解和产物AMCl形成效率 | 第106页 |
| 5.4.2 低温切换至常温下电流电位特征 | 第106-107页 |
| 5.4.3 低温切换至常温下生物膜活性分析 | 第107-108页 |
| 5.5 低温切换至常温下阴极微生物群落结构解析 | 第108-115页 |
| 5.5.1 升温显著改变阴极微生物群落结构与功能基因组成 | 第109-111页 |
| 5.5.2 阴极生物膜中独特功能基因分析 | 第111-112页 |
| 5.5.3 微生物多样性指数分析 | 第112-113页 |
| 5.5.4 菌门和菌纲分类水平上微生物群落结构差异 | 第113-114页 |
| 5.5.5 占优势菌属丰度与功能分析 | 第114-115页 |
| 5.6 低温切换至常温下生物阴极功能基因解析 | 第115-122页 |
| 5.6.1 电子传递蛋白细胞色素c基因丰度分析 | 第115-117页 |
| 5.6.2 其它电子传递相关基因丰度及多样性 | 第117-118页 |
| 5.6.3 硝基芳香烃还原相关基因丰度及多样性 | 第118-120页 |
| 5.6.4 热激蛋白及热激sigma因子基因 | 第120-122页 |
| 5.7 本章小结 | 第122-123页 |
| 结论 | 第123-126页 |
| 参考文献 | 第126-150页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第150-153页 |
| 致谢 | 第153-155页 |
| 个人简历 | 第155页 |
