抗镉细菌的筛选鉴定及其抗性研究

采用含CdCl2的选择性培养基从16株抗汞细菌中筛选到1株具有较强抗重金属能力的菌株（CDB34）,该菌在含Hg^2＋浓度为600mg／L和含cd^2＋浓度为1200mg／L的固体培养基中都能正常生长,在液体培养基中对cd^2＋的最大耐受浓度为700mg／L在cd^2＋浓度为50mg／L溶液中,菌株对cd^2＋的吸附率为74．23％,吸附量为61．86mg／g。根据形态特征、生理生化特性7L16SrDNA序列分析,鉴定菌株CDB34为heromonas hydrophi1a。     

矿区重金属污染土壤中铅镉抗性细菌的筛选及其活化作用研究

从广西大新铅锌矿区重金属污染土壤中分离筛选出生长良好、产酸能力强的镉抗性菌株K1和铅抗性菌株K2,经革兰氏染色呈阴性,杆状菌体。菌株K1和K2的最适生长温度均为28℃,最适pH值为7和8。将菌株K1和K2分别接种到添加不溶性镉、铅的液体培养基（28℃培养48h）和含有固定态镉、铅的土壤（28℃培养5d）中,结果液体培养基中接菌处理比不接菌对照有效态镉、铅含量分别增加844．62％和370．48％,pH值分别降低2．95和2．07;土壤中接菌处理比不接菌对照有效态镉、铅含量分别增加42．42％、19。23％。说明两菌株具有较强的重金属镉、铅活化能力,可作为试验材料应用于抗性菌株强化植物富集重金属镉、铅研究中。     

镉耐性固定细菌的筛选及其对不同品种小麦镉吸收的阻控效应

为筛选重金属耐性固定细菌并探索其阻控小麦对重金属的积累效应,从根际土壤筛选镉耐性固定细菌,研究细菌吸附特性以及细菌对两种小麦Cd含量、富集系数和转移系数的影响。结果表明:筛选到一株镉耐性固定细菌菌株YM4,经16S rDNA序列分析鉴定为假单胞菌(Pseudomonas sp.)。YM4能耐受225 mg·L~(-1)高浓度Cd2+,在含50 mg·L~(-1)Cd2+培养基中对Cd的去除率达到58.9%。YM4对Cd的去除以胞外吸附为主。红外光谱分析发现,细胞壁上参与吸附或结合Cd的官能基团主要有─OH、─NH、羧基和磷酸基团等。小麦盆栽试验中,YM4显著降低小麦地上部(茎叶、麦壳)Cd积累量(11.31%～46.05%和10.12%～42.22%),使籽粒Cd积累量明显下降(26.79%～62.24%,红麦;25.27%～28.99%,白麦)。YM4能显著降低两种小麦茎叶、籽粒和麦壳的Cd富集系数以及籽粒的Cd转移系数。研究表明,镉耐性固定细菌Pseudomonas sp. YM4能降低小麦籽粒Cd含量,阻控小麦对Cd的吸收积累,对中轻度Cd污染土壤的粮食安全生产具有潜在应用价值。     

金属抗性促生细菌Burkholderia sp.减缓玉米幼苗镉毒害和阻抗镉转运

为探明金属抗性促生细菌对减缓玉米镉毒害和阻抗镉转运的影响,本研究采用砂培试验向营养液中添加不同浓度重金属镉,研究接种镉抗性促生细菌YM3（Burkholderia sp.）对玉米苗干质量、生理指标、镉含量及金属转运基因表达情况的影响。结果表明,接种菌株YM3能促进玉米生长,且在镉胁迫环境中菌株促生效果更显著,使玉米根、茎、叶干质量分别增加9.09%~40.00%、63.33%~84.41%、48.50%~67.48%;接种处理玉米叶绿素总量增加1.70%~53.17%、根系活力增加7.40%~16.93%;游离脯氨酸降低3.04%~21.82%;当镉浓度为12 mg·L^-1时,丙二醛含量降低26.37%;接种菌株显著降低玉米地上部镉含量,使茎、叶镉含量分别降低13.64%~41.84%和17.85%~20.29%;q-PCR对金属转运相关基因HMA2、HMA3和Nramp5进行表达量的检测,结果表明接种菌株对重金属转运相关基因转录水平的表达调控受镉浓度影响。在0 mg·L^-1和8 mg·L^-1镉处理中,接菌处理HMA2、HMA3和Nramp5表达量在根中均表现为下调,在8 mg·L^-1和12 mg·L^-1镉处理中,接菌处理HMA2和Nramp5表达量在叶中均表现为下调。接菌处理通过不同程度影响基因HMA2、HMA3和Nramp5表达量来阻控玉米苗对镉的吸收转运。研究表明,在镉胁迫环境下接种镉抗性促生菌株Burkholderia sp.YM3能促进玉米苗生长,减缓玉米苗镉毒害,并阻控镉从根部向地上部转运,这对于玉米安全生产具有重要应用潜力。     

植物重金属抗性内生细菌作用机制研究进展

植物重金属抗性内生菌的研究始于20世纪末,尽管研究的历史不长,但有关重金属抗性内生细菌的研究取得了很大的进展。综述了国内外植物重金属抗性内生细菌的种属、来源、直接或间接抗性机制以及分子作用机制等研究成果与现状,并展望了本领域的发展前景和研究方向。     

凤眼莲根际耐Cd、Zn细菌的分离鉴定及对Cd、Zn去除效果研究

从凤眼莲根系分离纯化出3株耐Cd和Zn的细菌R12、R15、R16。重金属耐受性实验证明3株菌均可以耐受10 mg·L~(-1)Cd~(2+)和30 mg·L~(-1)Zn~(2+)。通过16S rRNA基因测序和同源性分析,菌株R12、R15被鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas),R16为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)。实验研究了菌株对重金属的去除效果,结果显示:单位质量的R12、R16对Cd和Zn的去除量均表现为随时间延长而增加,R15则表现为随时间延长先减小后增加,3株细菌对Cd和Zn的去除率均在36 h达到峰值。其中R16对Cd和Zn的去除效果最好,单位质量最大去除量分别为0.17 mg·kg~(-1)和2.71 mg·kg~(-1),最大去除率为41%和16%。凤眼莲-耐重金属微生物联合培养对Cd和Zn的富集影响结果发现,R12、R16影响凤眼莲对Cd的富集主要表现为抑制Cd进入凤眼莲根部,R15则表现为调节Cd进入凤眼莲根部及其在植株中的迁移。3株菌对凤眼莲富集Zn的影响主要表现为调控Zn在植株中的迁移。     

重金属协同选择环境细菌抗生素抗性及其机制研究进展

抗生素的长期滥用,引起环境细菌耐药性不断增强,加速了抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)在环境中的传播扩散。在重金属污染的环境中,细菌不仅具备重金属抗性,并且具备多种抗生素抗性,抗生素抗性基因的污染水平也随之升高。在介绍重金属与抗生素抗性最新研究进展的基础上,阐述了环境细菌的抗生素抗性、重金属抗性及其相关抗性机制,并着重论述重金属和抗生素协同选择环境细菌耐药性及其机制。     

植物抗镉内生细菌筛选及其对小麦幼苗耐镉能力的影响

[目的]筛选出抗镉内生细菌,为应用植物—微生物联合修复技术修复镉污染土壤提供优势菌株.[方法]对秦岭铅锌尾矿区内优势植物杠柳(Periploca sepium Bunge)和草木樨(Melilotus suaveolens Ledeb)的内生细菌进行分离,筛选出具有较高镉抗性的内生细菌,进行16S rDNA序列分析,对其Cd2+去除率、吲哚乙酸(IAA)活性、铁载体活性和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性等生物学特性进行研究,并利用盆栽试验验证其提高小麦幼苗耐镉胁迫的能力.[结果]在800 mg/L Cd2+浓度条件下共分离筛选得到11株抗镉内生细菌(GS3、CR4、CG7、GR31、GR38、GR42、GR43、GR44、GR45、GR49和GR54),经鉴定均为芽孢杆菌(Bacillus sp.).生物学特性研究结果表明,在800 mg/L Cd2+浓度条件下11株内生细菌的Cd2+去除率在14.56%~79.45%,其中GR44的Cd2+去除率最高;7株内生细菌有IAA活性,其中GR44、GR49和CG7的IAA活性较高;11株内生细菌均有铁载体活性和ACC脱氨酶活性,其中GR44的铁载体活性最高,GR54的ACC脱氨酶活性最高.小麦盆栽试验结果表明,GR44能显著提高小麦幼苗的耐镉能力(P<0.05).[结论]筛选出的抗镉内生细菌GR44可作为植物—微生物联合修复技术中修复镉污染土壤的优势菌株,对矿区复垦具有一定意义.     

耐镉细菌与土壤胶体作用对镉形态的影响

【目的】探讨耐镉细菌对红壤、赤红壤和棕色石灰土3类型土壤胶体镉吸附性能的影响及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化,为重金属污染土壤的生物修复提供理论依据。【方法】从矿区镉污染土壤中筛选分离出一株耐镉细菌,同时提取红壤、赤红壤和棕色石灰土3种土壤胶体,研究接种耐镉细菌后3种土壤胶体吸附镉的变化及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化。【结果】接种耐镉细菌能提高3种土壤胶体对镉的吸附,以红壤有机—无机复合胶体的提高幅度最大;接种耐镉细菌使3种类型土壤胶体上弱酸可溶态和残渣态的镉含量降低,而可还原态和可氧化态含量则提高。接菌后,红壤胶体和赤红壤（自然土）无机胶体上不同形态镉含量为残渣态＞可还原态＞弱酸可溶态＞可氧化态,而赤红壤（耕作土）胶体和棕色石灰土胶体则为可还原态＞残渣态＞弱酸可溶态＞可氧化态。【结论】接种耐镉细菌能促进土壤胶体上镉形态由无效态向有效态转化,提高镉的有效性。     

一株高抗镉细菌KCd1的分离鉴定及其抗性基因初步研究

从北京凉水河床底泥中分离得到一株能在含450 mg/L CdCl2的LB平板正常生长的高抗镉细菌,编号为KCd1。16S rDNA序列分析结果显示,该菌株与Bacillus cereusATCC 14579T的序列同源性达99%;结合脂肪酸测定与生理生化测定结果,确定该菌株在分类上属于Bacillus cereus。根据GenBank中已发表的抗镉细菌cadA序列设计了巢式引物,以菌株KCd1基因组DNA为模板,扩增得到约500 bp的PCR产物,将该PCR产物克隆于pGEM T-Easy载体,测序结果显示其大小为468 bp,与已报道的Staphylococcus haemolyticus的cadA基因对应序列相似性达到99%,由此可知本实验所获得到468 bp基因片段为cadA基因的一段保守序列。该菌株cadA全长基因的获取工作还有待于进一步展开。     

耐镉细菌与土壤胶体作用对镉形态的影响

【目的】探讨耐镉细菌对红壤、赤红壤和棕色石灰土3类型土壤胶体镉吸附性能的影响及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化,为重金属污染土壤的生物修复提供理论依据。【方法】从矿区镉污染土壤中筛选分离出一株耐镉细菌,同时提取红壤、赤红壤和棕色石灰土3种土壤胶体,研究接种耐镉细菌后3种土壤胶体吸附镉的变化及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化。【结果】接种耐镉细菌能提高3种土壤胶体对镉的吸附,以红壤有机—无机复合胶体的提高幅度最大;接种耐镉细菌使3种类型土壤胶体上弱酸可溶态和残渣态的镉含量降低,而可还原态和可氧化态含量则提高。接菌后,红壤胶体和赤红壤（自然土）无机胶体上不同形态镉含量为残渣态〉可还原态〉弱酸可溶态〉可氧化态,而赤红壤（耕作土）胶体和棕色石灰土胶体则为可还原态〉残渣态〉弱酸可溶态〉可氧化态。【结论】接种耐镉细菌能促进土壤胶体上镉形态由无效态向有效态转化,提高镉的有效性。     

生物矿化与植物体内的生物硅化

总结了硅在植物体内的沉积位点、存在形式、影响硅在植物体内沉积的因子以及生物硅化的作用,详细阐述了竹(木)材的生物硅化现象及其研究进展和展望。     

绿肥作物矿化分解对土壤镉有效性的影响研究进展

绿肥是一种生物有机肥,其矿化分解是绿肥作物翻压进入土壤中被微生物分解产生植物可直接利用的物质的过程。绿肥矿化分解可影响土壤镉（Cd）有效性,但绿肥与Cd有效性两者并非简单的线性相关。本文综述分析了绿肥作物矿化分解对土壤Cd有效性的影响及其作用机理。结果表明：在绿肥翻压进入土壤被微生物分解的过程中,土壤中的可溶性有机质、pH值与Eh值、铁还原和微生物群落均影响重金属Cd在土壤中的迁移,可以使重金属Cd固定在土壤中或在植物根系表面沉淀;作物细胞拦截可降低Cd向地上部分的转运,最终只有极少量Cd到达作物的可食用部分。但由于受到绿肥用量、作物品种、土壤理化性状等其他因素的干扰,绿肥对土壤中Cd的修复效果具有不确定性。最后,通过总结分析绿肥对土壤性质的影响和其他因素对绿肥的干扰,阐明了绿肥对土壤中Cd有效性的影响机制。     

铅锌尾矿周边稻田土壤中耐镉细菌的分离筛选（英文）

微生物修复镉污染土壤具有广阔的应用前景。为进一步挖掘耐镉微生物资源,采集湖南某铅锌尾矿周边稻田土壤,通过富集培养、分离纯化和浓度梯度筛选,获得耐细菌镉菌株,通过对耐镉菌株进行生理生化特性及16S rDNA序列和系统发育分析鉴定菌株,并对耐镉菌株的耐镉能力、镉去除能力及对其他重金属的耐性能力进行了分析研究。结果表明,分离获得的6株耐镉菌株中3株能在Cd~(~(2+))浓度为700 mg/L的固体平板生长,菌株编号为KDT、KGJ、TU,经生理生化特性及16S rDNA序列分析判断均为假单胞菌属(Pseudomonas sps.)。生长曲线测定结果表明,3个菌株在Cd~(2+)浓度大于250 mg/L时生长受到了一定程度的抑制,延迟期时间也随着浓度的增加而延长,其中菌株TU耐镉能力最强;菌株TU对3种重金属耐性能力顺序为Cd~(2+)> Zn~(2+)> Pb~(2+);Cd~(2+)浓度为150 mg/L条件下,3个菌株KDT、KGJ和TU均具有较高的镉去除能力,镉去除量分别为7.596 mg/g、12.237 mg/g和36.926 mg/g;3种菌都有较好的耐镉能力和镉处理能力,为镉污染稻田土壤的生物修复提供了宝贵的生物资源。     

镉胁迫对花叶芥菜生理抗性的影响

以花叶芥菜(Brassica juncea)为材料,通过沙培法试验,设置不同的镉(Cd2 )水平(CK:0mg·kg-1,T1:10mg·kg-1,T2:20mg·kg-1,T3:30mg·kg-1,T4:40mg·kg-1),研究不同浓度镉胁迫对花叶芥菜生理抗性的影响.结果表明:随着镉浓度的增加,花叶芥菜的质膜透性(MP)增加幅度较小;蛋白质(Pr)含量和过氧化氢酶(CAT)活性呈递增趋势;过氧化物酶(POD)活性逐渐下降,但在镉水平为20mg·kg-1时出现最高值.     

镉胁迫对苗期小麦镉吸收及其根际细菌群落的影响

为探究镉(Cd)胁迫对苗期小麦Cd吸收以及根际细菌群落的影响,以小麦豫保1号为供试植物,设置Cd含量为2.0 mg·kg^-1进行盆栽试验,测定小麦干质量、Cd吸收总量、根际土壤pH值、有效Cd含量并计算小麦富集系数和转运系数,分析根际土壤细菌多样性和群落特征。结果表明,与对照相比,Cd胁迫下小麦地上部、地下部干质量均显著降低。小麦地上部、地下部Cd含量和吸收总量较对照均显著提高。Cd胁迫下小麦地上部和地下部富集系数均降低,转运系数升高,其中地下部富集系数显著降低。Cd胁迫下土壤有效Cd含量显著升高,而pH值降低。通过测序发现,Cd胁迫提高了土壤中细菌群落多样性,改变了群落结构。在属水平相对丰度前30的菌属中,脱硫微菌属(Desulfomicrobium)、Acidibacter、链球菌属(Streptococcus)等在Cd胁迫下相对丰度较对照显著增大。Stenotrophobacter等在对照中相对丰度较Cd胁迫处理显著增大,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等在对照中相对丰度较Cd胁迫处理也有所增加。     

路易斯安娜鸢尾对重金属镉的吸收、积累及其抗性的研究

采用溶液培养法,研究0、10、100、500μmol·L-1浓度CdCl2处理对路易斯安娜鸢尾外部形态、镉积累量、叶绿素含量、光合参数以及抗氧化酶活性等各项指标的影响。结果表明:低浓度Cd2+处理对路易斯安娜鸢尾生长无明显影响,随着Cd2+胁迫强度上升,根长显著降低,叶绿素和光合速率显著下降,POD、SOD活性显著上升,CAT活性下降。此外,根内POD、SOD酶活性明显高于叶,而根内MDA含量低于叶。说明路易斯安娜鸢尾对100μmol·L-1以下Cd2+毒害具有较强的抗性和吸收、积累能力,且根是主要积累部位。     

重金属镉离子人工抗原的合成与鉴定

选用螯合剂Isothioeyanobernzy-EDTA(ITCBE)络合重金属镉离子,再分别与载体蛋白BSA和KLH相连接,初步制备免疫抗原Cd-ITCBE-KLH和检测抗原Cd-ITCBE-BSA.通过BCA法测定完全抗原浓度,并利用SDS-PAGE电泳、紫外分光光度法及石墨炉原子吸收法对所合成抗原进行初步鉴定;BCA法测出Cd-ITCBE-BSA、Cd-ITCBE-KLH及ITCBE-BSA的实际蛋白浓度依次为1.426,1.504,0.890 mg/mL.SDS-PAGE电泳和紫外分光光度法定性的说明抗原合成成功,石墨炉原子吸收法测得完全抗原中镉离子含量最高可达44.56μg/mL,其他无金属抗原、载体蛋白和Hepes中镉离子含量几乎为0,定量地说明了抗原合成成功.     

1株抗重金属铬细菌的分离、鉴定及抗性基因型的初步研究

从湖北省某重金属矿区土壤中分离到1株抗Cr6 (Ⅵ)的菌株,命名为MDS07.该菌株可以在含12 mmol/L/的Cr6 (Ⅵ)培养基上正常生长.经对该菌株进行形态观察和16S rDNA序列比对分析,确认该菌株为巨大芽孢杆菌Bacillua megaterium.通过构建系统发育树,分析了该菌在系统发育中的地位.对MDS07进行了重金属抗性谱研究,结果表明该菌株对Cr、Zn、Ni等重金属具有较高的抗性.进一步研究发现,MDS07菌株同时含有chrB、czcD和nccA等基因,它们分别具有Cr、Zn、Ni等重金属抗性,表明MDS07菌株的重金属抗性是由抗性基因引起的.