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采用高通量测序分析全程自养脱氮(CANON)系统不同脱氮效能下的微生物群落结构
摘要：
自养脱氮(CANON)系统是一种高效的脱氮技术，已经广泛应用于废水处理领域。本文采用高通量测序技术，分析了CANON系统中不同脱氮效能下的微生物群落结构。结果表明，在CANON系统中，氨氧化菌、厌氧氨氧化细菌和反硝化菌是实现脱氮关键菌群。此外，CANON系统中微生物群落的稳定性受到环境条件的影响，反硝化菌对温度和pH值的变化较为敏感，而氨氧化菌和厌氧氨氧化细菌对环境变化的适应性较强。
关键词：自养脱氮，CANON系统，高通量测序，微生物群落结构，脱氮关键菌群
引言：
废水中的氮污染对环境和人类健康造成了极大的危害。自养脱氮(CANON)系统是一种高效的脱氮技术，可以在一体化反应器中实现氨氧化和反硝化过程，从而大大降低废水中的氮含量。尽管CANON系统已经广泛应用于废水处理，但其微生物群落结构和稳定性对于实现高效脱氮具有重要意义。
高通量测序技术可以快速准确地鉴定微生物群落结构，为我们研究CANON系统中不同脱氮效能下的微生物群落结构提供了有效的手段。本文采用高通量测序技术，分析了CANON系统中不同脱氮效能下的微生物群落结构，并评估了微生物群落的稳定性。
方法：
实验采用CANON系统处理给定浓度的氨氮废水，分别在适宜、高浓度和低温条件下运行，收集反应器样品进行高通量测序分析。使用IlluminaMiSeq平台进行高通量测序，获得16SrRNAV4区域序列数据。对数据进行初步处理并比对到GreenGenes数据库上，获得不同水平的分类信息和样品中的细菌属类型。对数据利用R软件进行生态学分析，计算物种多样性指数和群落结构。
结果：
通过高通量测序，我们鉴定到CANON系统中的氨氧化菌、厌氧氨氧化细菌和反硝化菌是实现脱氮关键菌群。具体而言，氨氧化菌主要为Nitrosomonas和Nitrosococcus，厌氧氨氧化细菌主要为Anammoxbacteria，反硝化菌主要为Denitrifyingbacteria。氨氧化菌、厌氧氨氧化细菌和反硝化菌数量和结构变化显著受到环境条件的影响。尤其是反硝化菌对温度和pH值的变化敏感，而氨氧化菌和厌氧氨氧化细菌对环境变化的适应性较强。
结论：
本研究采用高通量测序技术分析了CANON系统中不同脱氮效能下的微生物群落结构。结果表明，氨氧化菌、厌氧氨氧化细菌和反硝化菌是实现脱氮的关键菌群，并且反硝化菌对环境条件变化较为敏感。该研究为CANON系统的微生物群落结构和稳定性的理解提供了重要信息，也为CANON系统的优化和推广提供了科学依据。
参考文献：
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