优博论文 | 赵宇翔:厨余垃圾堆肥微生物群落的定向调控及机制研究

文摘   2024-08-12 10:02   浙江  


  本文转载微信公众号:浙江大学研究生教育

编者按

浙江大学优秀博士学位论文成果展作为提升研究生学位论文质量的举措之一,重点展陈2023年校优秀博士学位论文成果,充分发挥优秀博士学位论文的示范引领作用,营造“对标一流、追求卓越”的高质量学位论文发展氛围,构建更加卓越的研究生教育体系,培养胸怀“国之大者”的高层次拔尖创新人才和领导者。浙江大学研究生教育将持续推出“优博微享”专题,介绍获奖论文、导师及作者的相关情况,以期给同学们的科研学习生涯提供经验参考。

厨余垃圾堆肥微生物群落的定向调控及机制研究

作者姓名:赵宇翔

指导老师:胡宝兰

所属学院:环境与资源学院

一级学科:环境科学与工程



01 博士论文简介

生态系统中微生物群落偏好合作还是竞争一直是微生物生态领域共同关注的问题,然而,受到自然生境细菌群落随机性和异质性高以及人工群落普适性低等因素的限制,复杂微生物群落中微生物互作关系众说纷芸。

本论文把堆肥看作一个理想的生态学研究系统,研究了复杂微生物群落在半封闭系统中种间互作关系的变化规律。本论文耦合多组学技术和3008组细菌对培养实验,证实了环境压力可以促进细菌间的合作,微生物种群间通过互利共生抵御环境压力具有普遍性,打破了竞争是可培养微生物之间主要互作方式这一传统观点。



02 导师说

实验设计犹如创作的蓝图,为研究提供有力的框架;实验数据好比创作的素材,为研究提供支撑,设计和数据共同构筑了论文的结构和实质,是论文科学性评价的关键要素。论文的写作就像为骨架灌注生命,决定了论文的可读性,是评估论文质量的重要标志。通过周密的实验设计和严谨的数据处理,生动的叙述方式,讲述一个引人入胜的科研故事,创作一篇优秀的科研论文。

学生的培养就像是微生物的培养一样,它需要老师的细心和耐心,同时也需要创造一个良好的生态系统,使竞争关系转化为互利共生的关系。通过全方位培养学生的科研能力、创新能力和处事能力,调动学生的主观能动性,全面提升他们的综合能力,才能使他们在未来充满挑战的各个领域中取得成功,并走得更远!



03 作者说

心怀感恩,念吾师恩

谨向我的老师胡宝兰教授致以诚挚的感谢与崇高的敬意。我本科专业是土木工程,微生物方面的基础相对薄弱,承蒙胡老师悉心教导,我才逐渐发现微生物世界的奇妙。让我最触动的是胡老师2019年2月4号帮我修改了10轮专利的场景,能清楚记得这个日期是因为这一天是年三十。这让我第一次明白了做科研所需的细致、认真与踏实。尊德性而道问学是对胡老师最恰当的描述,“为学先为人,立学先立身,做好人,做好事”这番话也深深印在了我的心中。

栉风沐雨,志行千里

读博的过程是坎坷而幸福的。2019年,我从土木工程进入了微生物的海洋,而2020年我又从富集硝化菌进入了固废处理领域。还记得一开始我对固废处理没有了解,把我师姐写的“厌氧消化处理”全部改成了“厌氧硝化处理”,还记得第一次去堆肥厂被臭气熏得连连后退,还记得第一篇堆肥文章屡投不中,还记得实验屡屡失败,这或许就是读博的常态吧!但反复错,反复试,读博也告诉我们,坚持总能成功。堆肥是一个使用了上千年的古老工艺,很多人都觉得很难从中再挖掘新的科学现象和科学问题,但我们做到了,我们从一个全新的视角发现了堆肥不为人知的一面,发现了这个古老工艺的新面貌。坚持试,总能成!

心有阳光,脚踏实地

如果问我读博期间最重要的是什么,我一定会回答“心中有阳光,脚下有力量”。科研是一场远行,我们都在路上。科研之路,越是艰难,越要有信仰,越要有梦想。实验的曲折或许会让人感到挫折感到阴云,但它也是科研路上的一部分,只要心中充满希望与阳光,挫折就是成功路上的垫脚石。但仅有梦想和希望还是不够的,还需要紧跟前沿、多看文献、乐于思考、勤做实验、团结同学,这些才是我们能越走越远的力量来源。

最后,感恩父母,伴我寒窗,悉心顾我;感谢妻子,知我爱我,容我任性。



04 学术成果

代表性成果1

本论文利用堆肥这个半自然、半密封、可连续及重复观测的变温生态系统,探讨温度这一非生物压力如何影响细菌种群间的互作关系。发现堆肥高温压力会增强细菌互利共生关系,且定向选择Thermobifida fuscaSaccharomonospora viridis这类生长缓慢但耐受压力的物种,它们通过共享甲基钴胺素促进其他细菌生长。研究证实了非生物压力促进了细菌的互利共生作用,并揭示了高温如何定向选择生长缓慢的物种,使其在群落和物种水平上有利于互利共生并抑制种间竞争。相关研究成果在Nature Communications等期刊发表论文6篇,授权国家专利9项。

代表性成果2

本论文利用细菌间互利共生关系的形成机制,研发了可定向调控堆肥微生物群落的核心物种菌剂。该菌剂通过增强合作关系定向选择堆肥功能物种,重构了堆肥微生物群落结构并提升群落的稳定性;该菌剂还可实现有机碳转化的定向调控,在提升腐殖质含量2.0倍的基础上,减少了10%温室气体排放。相关研究成果在Bioresource Technology等期刊发表论文4篇。

本文来源 | 浙江大学研究生教育

原文编辑 | 雷安琪

责任编辑 | 郭磊艳、朱林






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