两株新分离耐汞细菌的汞耐受能力及耐汞机理研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:LXX_ACCP
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随着社会经济的不断发展,人类生活水平的不断提高,化学工业、金属冶炼和石油工业等产生的废物也在不断增加。这些行业产生的大量有毒废物,部分未经处理,直接排入水体、土地和空气中,给环境带来严重污染。重金属污染是其中重要的一类,它们不易被生物降解,而且可在环境中长期存在,对人类及其它生物的健康产生不利影响。汞是一种毒性很强的重金属,对人体健康尤其是神经系统毒害很大。汞污染的修复方法有很多,化学法弊大于利,目前,生物修复是很有发展前途的重金属修复方法。即使用微生物如细菌、真菌等来减少有毒重金属的含量,使它们在环境中无害化。近年来,生物修复法在全球范围内受到广泛关注,因其是一种非常廉价、环境友好型、不产生二次污染物的方法,可用于任何地方的环境污染修复。本研究以采自兰州市西固区污水排放口的水样为研究对象,分离筛选出两株高耐汞菌株,对其耐汞性、汞还原率、浓度、pH值、温度等条件进行了优化,研究了分离菌株的耐汞机理并利用两种指示生物(普通小球藻和蚕豆)对菌株的耐汞性进行验证,研究结果如下:(1)分离到两株高耐汞菌株H6和H9,它们可在含有120 mg/L HgCl2的固体培养基上生长。用16S rRNA基因序列分析法对其进行鉴定,发现H6与Stenotrophomonas terrae菌株R-32768有96%的相似性,H9与嗜根Stenotrophomonas rhizophila strain菌株ICE234有100%的相似性。因此,这两个菌株被鉴定为寡氧单胞菌属的Stenotrophomonas terrae和Stenotrophomonas rhizophila,两菌株24 h汞还原率分别为64%和46.4%,汞还原率高于文献报道的大部分菌株。(2)两个菌株在液体培养基中的耐汞浓度均为60 mg/L。两个菌株的生长最适温度均为25℃,最适pH值分别为7和8。这意味着中性和碱性环境更适合它们的生长。(3)实时定量PCR(Q-PCR)结果表明,汞的还原过程是在mer操纵子的操控下完成。其中,merR作为mer操纵子的启动基因启动整个操纵子的表达,mer T和mer C参与汞向细菌内部的迁移,merA负责将Hg2+还原为Hg0。两菌株的merR基因在2 h时启动,H6菌株中,merT和merC基因先后在6 h和8 h时开始转运Hg2+,H9菌株中,merT和merC基因同时于8 h时表达,之后,两菌株merA基因在12 h时表达量最大。(4)在含汞培养基中,应用小球藻和蚕豆对两菌株的汞还原率进行了验证,结果表明,两个菌株对含汞培养基中小球藻生长衰败的现象都有一定的逆转,都能够有效降低蚕豆细胞的微核率,说明两菌株对汞确实具有一定的还原能力,可降低Hg2+对环境的毒性。
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