耐镉芽孢杆菌对Cd2+的吸附机制

从攀枝花矿区淤泥样品中通过逐级提高Cd~(2+)浓度进行驯化,获得1株高耐镉菌株PFYN01,经16S rDNA PCR鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp),最大耐Cd~(2+)浓度为3 900 mg/L。研究初始Cd~(2+)浓度、pH值、菌量对菌株吸附Cd~(2+)的影响,利用扫描电镜(SEM)和傅叶里红外光谱(FTIR)探究菌株吸附机制。结果表明,PFYN01在初始Cd~(2+)浓度为75 mg/L、菌量为1.0 g/L、pH值为5.0时,对Cd~(2+)的吸附率达到34.98%;吸附符合Langmuir模型,最大吸附量为1.974 mg/g。对比分析Cd~(2+)吸附前后的细胞形态和红外光谱变化,证实了"细胞成分羟基(O—H)、酰胺基(N—H)、烃基(C—H)、羧基■、羰基(—COOH)参与了Cd~(2+)与PFYN01的相互作用"的结论。PFYN01是一株对Cd~(2+)有较强吸附能力的细菌菌株,对其吸附Cd~(2+)影响因素及吸附机制研究的结果将为重金属污染微生物修复提供指导。     

钒抗性微生物的筛选

试验从四川省攀枝花市朱家包包钒钛磁铁矿区的表层土壤中筛选出21株钒抗性微生物,经16S r RNA基因测序鉴定可知,筛选所得的微生物分别属于放线菌纲、α-变形菌纲、β-变形菌纲和γ-变形菌纲。这些菌株的获得将为钒污染地区微生物资源的开发利用及矿区生态修复提供理论和技术支持。     

微生物还原五价钒的电子传递过程及其钒还原对藻类生长的影响

为探究微生物还原五价钒[V(Ⅴ)]的机理,从钒污染土壤中筛选出一株V(Ⅴ)还原菌,经鉴定为神户肠杆菌(Enterobacter kobei NC1-2),研究不同电子传递抑制剂和电子穿梭体对菌株NC1-2还原V(Ⅴ)的电子传递过程的影响,以及V(Ⅴ)微生物还原前后的毒性变化及其对藻类生长的影响。结果表明,当V(Ⅴ)初始浓度20 mg·L-1,培养3 d时菌株NC1-2对V(Ⅴ)的还原率为90.3%。扫描电镜(SEM)结果显示菌株表面附着无定形物质,结合能量散射X射线谱(EDS)分析证实无定形物质中含有钒元素;X射线光电子能谱(XPS)分析表明菌株NC1-2将V(Ⅴ)还原为V(Ⅳ)。电子传递抑制剂辣椒素、奎那克林和氯化铜能抑制菌株NC1-2对V(Ⅴ)的还原;核黄素作为电子穿梭体可缩短电子传递距离,促进胞外电子传递,有利于V(Ⅴ)的还原,进而加快菌株NC1-2对V(Ⅴ)的还原。V(Ⅴ)还原成V(Ⅳ)后毒性降低,减少了对小球藻Chlorella pyrenoidosa和斜生栅藻Scenedesmus obliquus的生长胁迫,两种藻生长96 h时的藻密度显著增加,且叶绿素a含量均有所提高,...     

一株提高植物幼苗耐受Cr~(6+)细菌(Exiguobacterium sp.S2)的分离与鉴定

植物促生菌因其具有对植物生长促进及增强抗逆性等优点,在植物-微生物联合修复重金属污染土壤中具有良好的应用潜力,能为环境生物修复以及工农业生产提供优良菌种资源,实现其更大范围的应用。以甘肃省平凉市污染土壤中分离得到的Cr~(6+)耐受菌株为目的菌,测定菌株的促植物生长特性(产IAA、溶磷、ACC脱氨酶活性),采用改良的Belimov方法筛选出1株促生特性较好的菌株,进行生理生化及16S rRNA基因序列分析鉴定。初步分离得到32株Cr~(6+)耐受菌株,根据改良的Belimov方法筛选出1株S2菌株,通过生理生化及16S rRNA鉴定S2菌株为Exiguobacterium sp.,GenBank登录号为MH180821。玉米幼苗生长试验表明,与不同Cr~(6+)浓度处理组相比,接种了S2菌株的玉米幼苗根长、茎长、叶面积都有显著提高,平均根长分别增加95.74%、41.34%、194.12%,平均茎长分别增加32.03%、-30.13%、28.96%,平均叶面积分别增加73.94%、35.17%、26.92%,平均鲜质量分别增加33.33%、33.62%、-20.00%,其显著提高了玉米幼苗对Cr~(6+)的耐受性。该研究表明,Exiguobacterium sp.S2在污染土壤中能够更好地定殖并保护促植物生长能力的发挥,为重金属污染土壤的植物-微生物联合原位修复提供了良好的微生物资源。     

钙基固化剂对钒矿污染土壤固化效果的研究

针对国内外对钒矿污染土壤修复研究少的现状,选择氧化钙、氯化钙、羟基磷灰石三种钙基固化剂对钒矿污染土壤进行固化效果研究。结果表明:在中性环境下,三种钙基固化剂分别在0.5%、1%、2%添加量时,对钒(V)的固化率由高到低依次为氧化钙氯化钙羟基磷灰石,对铬(Cr)的固化效果为氧化钙优于氯化钙和羟基磷灰石;除添加2%氯化钙外,其他固化剂的不同添加量均降低了V的伴生重金属Cd、Cu、Pb、Zn的浸出量;在添加量2%、固化3h时,氧化钙对V和Cr的固化率分别达到99.0%和38.6%;氧化钙固化污染土壤后,V的残渣态比例为22.9%,比固化前提高了76.2%。     

热带土壤中解淀粉芽孢杆菌HNU1的鉴定及发酵条件优化

重金属毒性强、不可降解,在环境中可持续存在,土壤中的重金属可通过食物链累积,对生物体的健康构成严重威胁。土壤微生物修复重金属污染方法具有经济成本低、周期短、效率高、无二次污染等优点,也存在外源微生物在土壤环境中不易存活和繁殖的缺点。通过形态观察、生理生化试验以及16S rDNA同源性序列分析对前期研究中分离保存的一株铜富集细菌HNU1菌株进行鉴定,鉴定该菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。并通过单因素试验和正交试验找出该菌株的最适发酵条件,该菌的最适培养基组成为蔗糖2 g·L-1,酵母粉4 g·L-1,胰蛋白胨6 g·L-1,MgSO4 5 g·L-1。培养条件为初始pH为8.0,温度37 ℃,接种量0.1%,摇床转速180 r·min-1,50 mL三角瓶中装液量20 mL。鉴定的解淀粉芽孢杆菌HNU1菌株对Cu具有良好的富集作用,可进一步开发为微生物肥料用于重金属污染农田土壤的修复,对土壤修复和改良具有重大意义。     

重金属Cr6+耐受细菌的筛选研究

土壤中重金属Cr6+污染日益严重,其对植物的影响也越来越大,并可通过食物链富集进入人和动物体内,从而危害人畜健康。试验在分别添加0.3和0.5 g·kg-1 Cr6+的土样中进行耐性菌株的筛选,以期为微生物修复重金属污染提供技术支持。结果表明,该研究共获得了9株具有较好Cr6+耐性的菌株。它们均可在含0.5,1.0 mmol·L-1 Cr6+的LB培养基中生长。其中,编号为J3,J5,J8的菌种耐性达到2 mmol·L-1,在含2 mmol·L-1 Cr6+的液体培养基中培养48 h后,培养基中的Cr6+含量分别降低23%,36%,7%。经测定,上述3种菌分别为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）、沙福芽孢杆菌（Bacillus sonorensis）。     

一株抗铬芽孢杆菌的分离鉴定及16S rDNA序列分析

从湖北省大冶市某矿区土壤中分离到1株可以在含7mmo·L-1铬(Cr6+)的培养基上正常生长的菌株,命名为MD08.对该菌株进行了形态学观察和生理生化鉴定以及16S rDNA序列分析.结果表明,MD08为革兰氏阳性细菌,椭圆形,中央有1个大的芽孢,利用葡萄糖产气产酸,甲基红试验显示为阴性;通过对该菌株的16S rDNA进行测序和同源性比较,发现它与芽孢杆菌的同源性达到99%,该菌株被鉴定为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium);MD08对多种重金属普遍具有较高的抗性,可以用于重金属污染的微生物修复和研究微生物与重金属的相互作用.     

富铁营养液中五价钒对胭脂红景天生长及养分吸收的影响

为阐明五价钒胁迫对胭脂红景天(Sedum spurium cv.Coccineum)的生长及养分吸收的影响,为钒污染土壤生态修复提供理论依据,采用水培实验,在改良的霍格兰营养液中以偏钒酸钠的形式添加不同浓度的V5+(浓度分别为0、2.5、5.0、12.5、25.0和50.0 mg·L-1),研究重金属钒对胭脂红景天生长、生理特性、以及植株各部分中钒和营养元素积累量的影响。结果表明,经过2个月的培养后,五价钒对胭脂红景天的株高、根长和根、茎、叶的鲜重均有显著的抑制作用。随着营养液中钒浓度的增加,胭脂红景天叶片中叶绿素a和叶绿素b的含量呈现出先上升后下降的趋势;而胭脂红景天根、茎、叶中钒含量则呈上升趋势,且地下部分的生物富集系数明显高于地上部分。随着植株根、茎、叶中钒含量的升高,其他营养元素的吸收均受到不同程度的影响。     

1株抗锌菌株的筛选及其在黑麦草修复锌污染土壤上的应用

为寻求微生物降解菌在重金属污染土壤修复工程中应用,采用摇瓶培养法与16SrDNA序列分析法相结合研究重金属锌污染土壤中强耐锌菌株的种类;并采用盆栽试验,研究不同菌肥搭配对黑麦草富集重金属锌的影响。结果表明:从被污染土壤中分离出1株具有较强锌耐受能力的细菌jyj,初步确定为蕈状芽孢杆菌(Bacillus mycoides);该细菌与肥料搭配施用,黑麦草地下部分锌含量较对照(2 560.5mg/kg)提高1.55倍,地下生物富集系数提高至5.13。     

1株耐镉木霉菌株的筛选鉴定

为丰富微生物降解菌资源应用于重金属污染土壤的生物修复,采用土壤平板稀释法结合28SrDNA序列测定与系统发育树构建等方法,研究重金属镉污染土壤中强耐镉性菌株种类及其对Cd~(2+)的降解作用。结果表明:筛选到1株具有强耐镉性的菌株T61,该菌株为哈茨木霉菌(Trichoderma harzianum);在pH 4、温度28℃时,其对Cd~(2+)的降解率最大,为58%。     

富钒酵母菌株的筛选及摇瓶培养条件的初步研究

对5株啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae Meyen ex Hansen)进行富钒筛选,并初步优化了RCEF1023菌株的富钒培养条件.结果表明,钒加入量为40 μg·mL-1,接种量为10%,500 mL三角瓶装液量为50 mL,培养温度为28℃,48 h后,富钒酵母产量为6.63 g·L-1,钒含量达到587.6 μg·g-1.     

抗铅真菌的筛选、鉴定及其对Pb~(2+)的吸附特性

【目的】本文从重金属污染土壤中分离出具有耐Pb活性的菌株,为土壤重金属生物修复提供参考。【方法】采用Pb~(2+)浓度梯度培养法驯化筛选得到耐Pb真菌1株(命名为PbW),对其进行18S rRNA测序并构建系统发育树,在不同培养条件下研究该菌株的生长特性,设置不同的Pb~(2+)浓度梯度研究菌株的最大抗性水平(MRL)、去除率及吸附效率。【结果】该菌株(PbW)为茎点霉属(Phoma sp.),最适生长的环境条件分别为:温度25℃,pH 7,时间4～5 d,对Pb~(2+)的最大耐受浓度可达6000 mg·L~(-1)。该菌株在Pb~(2+)浓度为2000 mg·L~(-1)时去除和吸附效果最好,吸附率可达56.28%,去除率可达到98.42%,吸附量为61.87 mg·L~(-1)。【结论】菌株(PbW)对土壤中的Pb~(2+)具有较好的吸附和去除效果,这在Pb污染土壤的微生物修复方面具有良好的应用前景。     

芽孢杆菌修复土壤重金属镉污染的研究进展

随着经济的快速发展,我国面临着土壤镉(Cd)污染日益严重的问题。利用微生物修复土壤Cd污染具有效果好、成本低等优点,受到人们越来越多的关注。而芽孢杆菌环境适应性强,具有高效吸附Cd能力,在修复土壤Cd污染上有一定的潜力,因此深入研究芽孢杆菌对土壤Cd污染修复具有重要的意义。综述了我国土壤Cd污染现状及芽孢杆菌在修复重金属Cd污染的应用,分析了其修复土壤Cd污染的作用机制,并对芽孢杆菌修复土壤重金属Cd污染的存在问题进行展望。     

钒对土壤微生物生物量和酶活性的影响(英文)

[目的]研究钒对土壤微生物生物量和酶活性的影响。[方法]采用盆栽试验,设置6个水平的外源钒添加处理(0、50、100、150、250,、500mg/kg),测定不同钒浓度在油菜(Brassica junceaL.)生长的不同阶段对土壤微生物生物量和酶活性的影响。[结果]多酚氧化酶活性随钒浓度增加而显著增加,且各处理间差异显著(P<0.05),特别是在50mg/kg钒浓度处理下,土壤多酚氧化酶活性迅速减少为对照组的56%;试验中虽然土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性因钒的存在增加不明显,但三者的酶活性在油菜结实期均高于苗期,表明油菜生长减轻了钒对酶活性的影响。同时,土壤微生物生物量C、P在一定钒浓度范围内随钒浓度增加而增加,且土壤微生物生物量C、P间存在显著正相关(P<0.05),表明除钒的影响以外,其他外加因素(如植物)也会影响土壤微生物生物量C、P的含量。[结论]该试验表明土壤多酚氧化酶活性可作为评价土壤钒污染的指标,同时发现钒浓度变化对土壤微生物产生了一定的影响,但由于两者的关系十分复杂,其机理还需要进一步研究。     

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为丰富微生物降解菌资源应用于重金属污染土壤的生物修复,采用土壤平板稀释法结合28S rDNA序列测定与系统发育树构建等方法,研究重金属镉污染土壤中强耐镉性菌株种类及其对Cd2+的降解作用.结果表明:筛选到1株具有强耐镉性的菌株T61,该菌株为哈茨木霉菌(Trichoderma harzianum);在pH 4、温度28℃时,其对Cd2+的降解率最大,为58％.     

耐铅微生物的筛选及其吸附性

为从重金属污染的土壤中筛选出耐铅微生物,为土壤重金属生物修复提供参考,用Pb~(2+)浓度梯度筛选培养法得到耐铅菌株,16S rRNA测序以及系统发育树初步鉴定菌株。在不同温度、盐浓度、pH梯度下研究耐铅菌株的耐受性。多个Pb~(2+)浓度探究菌株在不同Pb~(2+)浓度下的吸附性。结果表明,通过牛肉膏蛋白胨培养基培养,得到一株能够耐铅离子浓度在1 200 mg·L~(-1)的菌株。16S rRNA基因序列系统发育树显示,菌株P15属于大肠杆菌属(Escherichia)。该菌株在铅离子浓度为200 mg·L~(-1)下的去除铅离子能力最强,达到80%。经过测定菌株P15的各项生理指标表明,菌株适宜的环境条件分别为温度30℃,pH6,盐浓度0.005 mg·L~(-1)。该铅耐受性菌株P15在生物修复重金属污染的土壤上有较高的潜在应用价值。     

生物技术在污染土壤修复中的应用

生物修复污染土壤可以分为植物修复、动物修复、微生物修复。植物修复和动物修复主要用于对土壤中重金属污染的修复,微生物修复主要用于对土壤有机物污染的修复。污染物的物理化学性质、高效降解菌株的筛选和基因工程菌的开发以及向土壤中添加营养物质等影响微生物修复效果。     

一株抗铅细菌的分离鉴定与抗铅性能研究

为获得可应用于农田土壤重金属污染治理的铅(Pb)降解功能菌株,从陕西商洛铅锌矿区周边农田土壤中分离筛选出1株抗铅细菌,命名为PS8,对其形态特征、生理生化、16SrDNA同源性及抗铅性能进行研究。结果表明,菌株PS8为革兰氏阴性细菌,菌落呈圆形、淡黄色;最适生长温度为30℃,最适pH为7.0;可还原亚硝酸盐,氧化酶、接触酶反应呈阳性;与粪产碱菌Alcaligenes faecali高度同源;在Pb2+浓度为0.5和1.0mmol/L时,去除率分别为99.08%和97.24%。菌株PS8对重金属铅具有高抗性和较强降解能力,是高效、环境友好的土壤重金属铅污染微生物修复菌株。     

钒胁迫对紫花苜蓿生长及钒积累与转移的影响

为探讨钒（V）胁迫下紫花苜蓿的生长响应及钒积累与转移特征,采用室内水培试验,设置不同浓度（0、0.1、0.5、2.0、4.0、10.0 mg·L^-1 V）含钒营养液,研究了各浓度钒胁迫下紫花苜蓿株高、根长、叶绿体色素、光合气体参数、叶片膜脂过氧化程度及细胞膜透性、生物量、各组织钒浓度、钒转移系数（TF）和冠层、根系、整株钒提取量及冠层、根系钒提取量占总提取量百分比,以期为通过紫花苜蓿修复钒环境污染提供理论依据。结果表明,低浓度钒（0.1 mg·L^-1 V）处理时根长、叶绿体色素（叶绿素a、b及类胡萝卜素）含量、叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）及生物量均有增加但不明显（P>0.05）。相反,高浓度钒（≥4.0 mg·L^-1 V）显著降低了株高、根长、叶绿体色素、Tr、Gs、Pn及生物量,同时叶片膜脂过氧化程度及膜透性显著增大（P<0.05）。与对照相比,根长在≥0.5 mg·L^-1 V时显著减小;2.0 mg·L^-1 V时冠层及总干物质量显著降低（P<0.05）,但0.5 mg·L^-1 V和2.0 mg·L^-1 V时株高、叶绿体色素、光合气体参数、叶片膜脂过氧化程度及膜透性均无明显变化（P>0.05）。对照组各器官钒浓度为叶>根>茎,而钒处理组为根>茎>叶,根系是紫花苜蓿贮存钒的主要部位。TF随钒浓度的增加先降低后略有升高。每盆植株冠层钒提取量在4.0 mg·L^-1 V时最大,为0.546 4 mg。尽管在≥4.0 mg·L^-1 V时植株生长显著受抑制,但根系、冠层及整株钒提取量较≤2.0 mg·L^-1 V处理显著增大。研究表明,紫花苜蓿具有相对较强的抗钒胁迫能力,具有一定的修复钒环境污染的潜能。