基于冷诱导蛋白编码基因水平转移的低温城市污水生物强化处理效能及机理研究

温度是污水处理过程中一个重要的生态因子，低温可直接导致污水厂启动和运行困难。本研究以低温城市污水为研究对象，制备含有冷诱导蛋白编码基因的基因强化菌剂，从微生物生理学调控角度实现低温城市污水的高效处理，内容包括：(1)利用宏基因组技术筛选冷诱导蛋白编码基因，构建基因强化供体菌；(2)低温城市污水基因强化处理系统的构建及效能；(3)利用宏基因组/宏转录组测序技术解析基于冷诱导蛋白编码基因水平转移的基因强化作用机理,并从代谢调节和控制参数调节层面制定调控策略。. 本研究属于环境工程、基因工程及生物信息学的交叉领域，意义在于：(1)将宏基因组技术与基因强化技术结合，提高系统中固有微生物的适冷性和代谢活性，实现低温城市污水处理高效节能化的目标；(2) 将宏基因组/宏转录组测序技术有效结合，解析基于冷诱导蛋白编码基因水平转移的基因强化机理，为低温城市污水基因强化处理系统的构建及运行奠定理论基础。

温度是污水处理过程中一个重要的生态因子，低温可直接导致污水厂启动和运行困难。本研究以低温城市污水为研究对象，制备含有冷诱导蛋白编码基因的基因强化菌剂，从微生物生理学调控角度实现低温城市污水的高效处理，取得的成果主要包括： (1) 基于宏基因组测序技术的城市污水处理厂冷诱导蛋白基因多样性分析； (2) 活性污泥样品宏转录组mRNA的提取方法研究；(3) 基于适冷菌株全基因组测序的冷诱导蛋白编码基因的获取；(4) 菌株Pseudomonas sp. CBZ-4及Pseudomonas psychrophila HA-4中冷诱导蛋白编码基因功能解析；(5) 菌株CBZ-4中6种CSPs的序列分析及三维结构模拟；(6) 菌株CBZ-4中冷诱导蛋白的编码基因的克隆与表达。.本研究属于环境工程、基因工程及生物信息学的交叉领域，意义在于将宏基因组技术与基因强化技术结合，提高系统中固有微生物的适冷性和代谢活性， 实现低温城市污水处理高效节能化的目标，为低温城市污水基因强化处理系统的构建及运行奠定理论基础。