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微藻是一种光合自养型单细胞或多细胞生物,普遍存在于海洋、湖泊、沼泽中,在自然环境中微藻不是单一存在的,它们会与其他微生物如细菌、真菌等互惠共生形成藻菌共生体系。目前,藻菌共生已应用于水环境污染的生物修复,包括污水中营养物质氮、磷、重金属的去除以及有机污染物的降解。但是有关不同藻菌比例共生体对重金属砷（As）、镉（Cd）的富集和解毒的研究还少有报道。本文采用盐生小球藻（Chorella salina）和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）,通过设置不同藻菌比例共生体和不同As、Cd处理浓度,探究C.salina--B.subtilis共生体对As和Cd的耐性和富集规律,包括以下几个方面:（1）As（Ⅴ）和As（Ⅲ）对藻菌共生体生长的影响以及不同藻菌比例的共生体对As（Ⅴ）和As（Ⅲ）的富集、吸附、吸收、形态转化的差异;（2）Cd对共生体生长的影响及不同藻菌比例的共生体对Cd富集、吸附、吸收的差异;（3）As和Cd处理下藻菌共生体形貌变化、胞外聚合物（EPS）含量、谷胱甘肽（GSH）含量、表面官能团的变化及胞内外磷（P）含量。研究结果如下:1.砷处理下不同藻菌比例共生体的生长及对砷的富集及形态转化使用 0、75、150、300、750μg·-1 的 As（Ⅴ）和 As（Ⅲ）处理藻菌比例 1:0、1:1、1:2、1:3、1:4的共生体7d后,测定藻菌共生体叶绿素含量、干重、比增长率及其对As（Ⅴ）和As（Ⅲ）富集、吸附和吸收量,培养液的砷含量及形态、胞内的砷形态。结果表明:添加不同比例的B.subtitis能够促进C.salina的生长,在1:4的藻菌比例下,C.salina叶绿素含量最高。在As（Ⅴ）与As（Ⅲ）处理下,随着B.subtilis添加比例的增加,藻菌共生体叶绿素含量、干重与比增长率均高于单一C.salina,说明添加B.subtilis提高了C.salina对砷的耐性。同一砷处理下,B.subtilsi的增加,藻菌共生体砷的富集量降低,富集方式由吸收向吸附转变。在砷处理下,共生体内都存在As（Ⅲ）和As（Ⅴ）两种形态,且随着B.subtilsi增加,共生体内的As（Ⅴ）占比下降,As（Ⅲ）占比增加,表明B.tsubilis具有一定的还原能力。在As（Ⅴ）处理下,培养液中只存在As（Ⅴ）,在As（Ⅲ）处理下,培养液中存在As（V）、As（Ⅲ）和少量甲基化砷,表明不同藻菌比影响共生体对As的形态转化。2.镉处理下不同藻菌比例共生体的生长及对镉的富集、吸附和吸收使用 0、0.1、0.5、1 mg.L-1Cd 处理藻菌比例 1:0、1:1、1:2、1:3、1:4 的共生体 7 d后,测定藻菌共生体叶绿素含量、干重、比增长率及其对Cd的富集、吸附和吸收量,培养液的Cd含量。结果表明:在Cd处理下,随着B.subtilis添加比例的增加,1:4藻菌比例的共生体叶绿素含量、干重与比增长率均高于单一盐生小球藻,说明B.subtilis的添加提高了C.salina对Cd的耐性。随着Cd处理浓度的增加,藻菌共生体对Cd的富集量增多,富集方式由吸附为主转为吸收为主。B.subtilis比例的增加,提高了藻菌共生体对Cd的去除。因此,细菌比例的增加,增强了藻菌共生体对Cd的耐性和富集。3.不同藻菌比例共生体在砷、镉胁迫下的生理响应在不同藻菌比例下,分别施加不同As（V）和Cd处理,观察不同比例藻菌共生体的形貌,测定藻菌共生体胞外聚合物（EPS）、胞内谷胱甘肽（GSH）的含量、表面官能团变化及胞内外磷（P）含量。结果表明:在As（V）和Cd处理下,藻菌比例1:0的共生体细胞形态较1:4的共生体更易出现褶皱并发生形态变化,且对于C.salina而言,Cd处理造成的影响大于As（Ⅴ）处理。As（Ⅴ）和Cd处理下,藻菌共生体EPS的含量不同;随着As处理浓度的增加,藻菌共生体EPS的含量略微降低;随着Cd处理浓度的增加,藻菌共生体EPS的含量增加,且在EPS中多糖含量占80%左右。随着As（Ⅴ）、Cd浓度的增加,藻菌共生体胞内的GSH的含量增加。傅里叶红外光谱（FTIR）分析表明,不施加As（V）和Cd时,藻菌共生体表面的N-H、O-H、P=O和C-O会发生微弱的变化,在As（Ⅴ）处理下,包括醇类、羧酸类化合物中C-O、多糖分子的碳水化合物C-O-C以及P=O和C-O等吸收峰发生变化;在Cd处理下,-CH2、COO-与C-O-H等基团的吸收峰发生变化。表明As与Cd会与藻菌共生体中的羧基、羟基、氨基、磷酰基等反应。As（Ⅴ）与P能够相互竞争细胞中的磷酸盐转运蛋白通道,而细菌比例的增加,藻菌共生体内的P含量增加,故胞内砷含量降低,因此B.subtilis的添加能阻止As进入细胞内部,降低了 As对藻菌共生体的毒性。P含量的变化还影响着藻菌共生体对Cd的吸收,随着B.subtilis的增加,共生体对Cd的吸收增加,说明B.subtilis能够改变共生体对Cd的富集方式并增加对Cd的耐性。综上所述,本文通过上述研究,探讨了不同藻菌比例共生体对As与Cd的富集、形态转化的差异,明确了藻菌共生体细胞内外与As、Cd解毒相关的代谢过程。结果发现藻菌比例的差异会显著影响藻菌共生体的生长及对As和Cd的耐性,也改变了藻菌共生体对As和Cd的富集方式;并且藻菌共生体还会通过分泌的EPS、增加胞内的GSH、络合表面官能团、增加胞内外P含量以应对As和Cd胁迫。