污水處理的微生物檢測中對分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用探討

王利明

（1蘇州科技大學(xué)江蘇蘇州2150092蘇州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇蘇州215009）

污水處理的微生物檢測中對分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用探討

王利明

（1蘇州科技大學(xué)江蘇蘇州2150092蘇州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇蘇州215009）

傳統(tǒng)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(fù)雜微生態(tài)系統(tǒng)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(yǎng)方法分析，其生物反應(yīng)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(xué)技術(shù)則能較好地解決這些問題。分子生物學(xué)技術(shù)能夠更好控制污水生物處理過程，本文將對分子生物學(xué)技術(shù)在污水處理的微生物檢測中應(yīng)用進行重點分析與探討。

污水處理；微生物檢測；分子生物學(xué)技術(shù)

污水處理中微生物系統(tǒng)檢測及鑒別過程中，分子生物技術(shù)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(shù)，能較好地確定污水中具體菌群組成、動態(tài)變化等等，此外在提升生物處理效率、節(jié)省成本方面意義也很重大。

1　聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）技術(shù)在污水處理微生物檢測中的應(yīng)用

生物學(xué)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者K.Mullis等人在上世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)建立了聚合酶鏈反應(yīng)（Polymerase Chain Reaaction）技術(shù)，作為一種特異DNA片段技術(shù)，其具有促進體外酶擴增的作用。這種技術(shù)要使用到引物—特異寡核苷酸，引物設(shè)計參照目的基因就可以了，然后進行DNA體外合成反應(yīng)，合成反應(yīng)中包含一定次數(shù)（25-30個循環(huán)），DNA短時間循環(huán)內(nèi)會呈現(xiàn)出顯著擴增、并獲取數(shù)量非常多的目的基因，由此我們也能總結(jié)分析出：使用的此種分子生物學(xué)技術(shù)具有高靈敏度及強特異性，技術(shù)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(jīng)過重復(fù)性酶促過程，最后才能促進DNA合成或者是擴增。實際應(yīng)用過程中，經(jīng)常會用到那些經(jīng)修正或聯(lián)合性衍生技術(shù)例如RT-PCR、競爭PCR等。

兩種污水處理的分子生物學(xué)技術(shù)：（1）含有RNA病毒的才能被RT-PCR檢測出來，這也是這種技術(shù)最為顯著特點，DNA的轉(zhuǎn)化得到必須使RNA經(jīng)過相反轉(zhuǎn)錄酶進行轉(zhuǎn)變，曾經(jīng)有科學(xué)研究者在1997年使用dmpN基因擴增檢測存在于間歇式反應(yīng)器中的降解酚假單胞菌（Pesudomonas），實驗結(jié)果證明：分子生物學(xué)技術(shù)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(shù)據(jù)資料來判定假單胞菌是否具有特殊分解活性，其實上述結(jié)果中涉及的三項指標(biāo)內(nèi)容之間呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。（2）競爭性PCR，它是一種定量PCR，將人工構(gòu)建帶有突變性競爭模板及控制競爭模板加入到PCR反應(yīng)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(jīng)用于含有編碼鄰苯二酚-2的多環(huán)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(shù)影響作用，還常常伴隨出現(xiàn)40bp大小的缺失，其能充當(dāng)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(shù)在污水處理微生物檢測中的應(yīng)用

一些專家學(xué)者在上世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)了限制性核算內(nèi)切酶，然后又在研究這種物質(zhì)基礎(chǔ)上，研發(fā)建立了DNA重組技術(shù)，這種技術(shù)的實質(zhì)是：連接兩個或多個單獨DNA片段后，一個自主復(fù)制的DNA分子會出現(xiàn)在特定宿主中，重組DNA要經(jīng)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(chǎn)物導(dǎo)入，實現(xiàn)DNA分子的復(fù)制擴增及重組；在平板培養(yǎng)基上，促進轉(zhuǎn)化菌落向單個菌落的培養(yǎng)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(huán)境污染的日益加劇而變得日益復(fù)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(shù)，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(tài)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(zhì)變化也較敏感，將指示菌應(yīng)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(huán)境中，達到監(jiān)測環(huán)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(huán)境中的存活率較高；特定物質(zhì)變化較敏感?？茖W(xué)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(zhì)實施基因工程處理，最后進行下一步的特異性檢測。

3　結(jié)語

20世紀(jì)80年代創(chuàng)建了分子生物學(xué)，從那以后這種技術(shù)便推廣應(yīng)用到全世界、并得到了普及，廣泛地應(yīng)用于多個領(lǐng)域中例如醫(yī)學(xué)、生物學(xué)及考古學(xué)等等，并取得了顯著成就及發(fā)展，產(chǎn)生了較大的時間效益及經(jīng)濟效益，未來也有較好的應(yīng)用前景。污水中的微生物群體種類復(fù)雜、生存狀態(tài)多樣，最好使用分子生物學(xué)技術(shù)對污水進行處理、回收再利用，也應(yīng)將分子生物學(xué)技術(shù)與其他技術(shù)如環(huán)境工程檢測技術(shù)進行結(jié)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(shù)的研究[D].大連理工大學(xué),2013.

[2]李華龍.循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)主要氨氮降解微生物的初步研究[D].中國海洋大學(xué),2013.