基于基因传感器技术的城市生活垃圾堆肥过程中微生物种群动态和功能基因的跟踪监测

在城市生活垃圾堆肥过程中，微生物的种群与数量变化和功能基因的分布与表达是与堆肥处理的效率和质量紧密相联的关键因素。基因传感器具有快速、简便、灵敏度高、选择性好、成本低的优势，可以实现微生物种群动态和功能基因的实时、在线跟踪监测。本项目拟系统地研制出一系列基因传感器及传感器阵列，以堆肥微生物的DNA、rRNA/rDNA、mRNA和cDNA等作为检测目标，考察各种微生物种群的空间分布、数量波动、相互竞争、协同作用和功能基因的多样性分布与表达，对城市垃圾堆肥处理过程中的微生物学机理和堆肥工艺条件对微生物种群与功能的影响进行深入系统地研究，解析高效优势菌种动态多样性分布规律及降解功能基因的多样性分布与表达变化规律，从而洞悉堆肥微生物降解过程的本质，指导堆肥工艺的优化，提高堆肥处理的效率和质量；同时建立起一套研制以环境复杂系统中微生物特定基因为检测目标的基因传感器和传感器阵列的新方法体系。