污水地下渗滤系统微生物代谢组学分析

摘要

应用超高效液相色谱-质谱技术(UPLC-MS),基于代谢组学方法,筛选不同进水有机负荷下地下渗滤系统潜在生物标志物.采用偏最小二乘法(PLS-DA)和主成分分析(PCA)模式识别方法对样品进行分型处理,根据模型的变量重要性因子(VIP值)筛选潜在生物标志物,分析代谢产物蕴含的生物学信息,研究代谢通路,通过RDA分析探索代谢产物与环境因子之间的相关性.PLS-DA模型结果表明,当进水有机负荷为250mg/L、400mg/L、500mg/L时,同一高度层代谢产物间存在显著性差异,共筛选出VIP值大于1.5的230种差异代谢物,以有机酸为主;同时也存在一些醇类、酚类等微生物代谢中间产物.此外,微生物代谢产物与模拟土柱高度有显著对应性.在水力负荷为0.14m^3/(m^2·d),COD污染负荷为400mg/L条件下,3个高度层H2(500mm)、H4(1000mm)、H6(1500mm)筛选出53种VIP值大于1.5的差异代谢物,以酸类、酮类物质为主.RDA分析表明,随着有机负荷波动和剖面高度的变化,代谢产物受到氧化还原环境(ORP)与硝态氮(NO3-)的影响较大,呈负相关.