王利明

（1苏州科技大学江苏苏州2150092苏州卫生职业技术学院江苏苏州215009）

污水处理的微生物检测中对分子生物学技术的应用探讨

王利明

（1苏州科技大学江苏苏州2150092苏州卫生职业技术学院江苏苏州215009）

传统的污水处理方法主要是生物法，这种治理处理方法有较大局限性在探析污水中复杂微生态系统方面，例如污水中存在于细菌群落的活性污泥不一定能采用培养方法分析，其生物反应器信息也不能较好地充分地揭示出来等等，使用分子生物学技术则能较好地解决这些问题。分子生物学技术能够更好控制污水生物处理过程，本文将对分子生物学技术在污水处理的微生物检测中应用进行重点分析与探讨。

污水处理；微生物检测；分子生物学技术

污水处理中微生物系统检测及鉴别过程中，分子生物技术具有重要价值，在这方面起到了较好作用，污水处理过程中使用这项技术，能较好地确定污水中具体菌群组成、动态变化等等，此外在提升生物处理效率、节省成本方面意义也很重大。

1　聚合酶链反应（PCR）技术在污水处理微生物检测中的应用

生物学领域专家学者K.Mullis等人在上世纪80年代发现建立了聚合酶链反应（Polymerase Chain Reaaction）技术，作为一种特异DNA片段技术，其具有促进体外酶扩增的作用。这种技术要使用到引物—特异寡核苷酸，引物设计参照目的基因就可以了，然后进行DNA体外合成反应，合成反应中包含一定次数（25-30个循环），DNA短时间循环内会呈现出显著扩增、并获取数量非常多的目的基因，由此我们也能总结分析出：使用的此种分子生物学技术具有高灵敏度及强特异性，技术实际操作起来也非常方便，但是其只适用于微生物特定核算条件，还需要经过重复性酶促过程，最后才能促进DNA合成或者是扩增。实际应用过程中，经常会用到那些经修正或联合性衍生技术例如RT-PCR、竞争PCR等。

两种污水处理的分子生物学技术：（1）含有RNA病毒的才能被RT-PCR检测出来，这也是这种技术最为显著特点，DNA的转化得到必须使RNA经过相反转录酶进行转变，曾经有科学研究者在1997年使用dmpN基因扩增检测存在于间歇式反应器中的降解酚假单胞菌（Pesudomonas），实验结果证明：分子生物学技术RT-PCR不进能对微生物降解酚能力进行有效检测，还可以测量出dmpN基因水平，借助这个数据资料来判定假单胞菌是否具有特殊分解活性，其实上述结果中涉及的三项指标内容之间呈现出正相关关系。（2）竞争性PCR，它是一种定量PCR，将人工构建带有突变性竞争模板及控制竞争模板加入到PCR反应体系后，然后确定目的模板浓度，定量研究目的模板[1]。竞争性PCR曾经用于含有编码邻苯二酚-2的多环芳香烃污染沉降物，也能用于测定3-加双氧酶dmpB基因浓度。dmpB基因片段会受人工改造后的PCR技术影响作用，还常常伴随出现40bp大小的缺失，其能充当PCR扩增竞争模板，这进一步表明了目的模板PCR长于竞争模板的PCR，这两种模板能够共同扩增，而且也能对沉降物中dmpB基因浓度进行定量分析比较竞争模板及目的模板后。

2　DNA重组技术在污水处理微生物检测中的应用

一些专家学者在上世纪70年代发现了限制性核算内切酶，然后又在研究这种物质基础上，研发建立了DNA重组技术，这种技术的实质是：连接两个或多个单独DNA片段后，一个自主复制的DNA分子会出现在特定宿主中，重组DNA要经历的主要过程主要有：获取外源DNA；对载体进行选择及处理；连接目的DNA片段及处理后载体；在合适宿主细胞中，将连接产物导入，实现DNA分子的复制扩增及重组；在平板培养基上，促进转化菌落向单个菌落的培养形成，并将其中含有DNA阳性克隆筛选出来。筛选时不能使用直接单纯分离法，也不能通过筛选功能性微生物来处理污水、废水。污染物随着环境污染的日益加剧而变得日益复杂、难处理。

为了更好地解决污染物的处理问题，最好使用基因工程技术，分析实际需求情况，建立合理有效的基因工程菌，促使多样有害污染物细菌的有效降解[2]。动态检测污水、废水中指示菌意义重大，指示菌存活率较高、对特定物质变化也较敏感，将指示菌应用其中，不仅能使污水中成分改变情况迅速、明确地反映出来，也能促进特定整合基因向一些微生物基因组中扩展，并释放出基因工程在特定环境中，达到监测环境的目的。含有指示菌基因工程菌最好有这些特点：外源基因容易被扩增、检测及定量；工程菌在特定环境中的存活率较高；特定物质变化较敏感。科学研究者Hwang与Farrand采取措施实施了基因工程处理，处理对象是一种单胞菌Pseudomonas，另外甘露醇冠瘿碱分解代谢基因也存在并参与基因工程处理工作，冰草氨酸及甘露氨酸中也包含有这种分解代谢基因，因此也可以使用这种物质实施基因工程处理，最后进行下一步的特异性检测。

3　结语

20世纪80年代创建了分子生物学，从那以后这种技术便推广应用到全世界、并得到了普及，广泛地应用于多个领域中例如医学、生物学及考古学等等，并取得了显著成就及发展，产生了较大的时间效益及经济效益，未来也有较好的应用前景。污水中的微生物群体种类复杂、生存状态多样，最好使用分子生物学技术对污水进行处理、回收再利用，也应将分子生物学技术与其他技术如环境工程检测技术进行结合使用，更好地开展污水处理的微生物检测工作。

[1]张景新.铁强化微生物—电催化厌氧污水处理技术的研究[D].大连理工大学,2013.

[2]李华龙.循环水养殖系统主要氨氮降解微生物的初步研究[D].中国海洋大学,2013.