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随着工业的发展，含铬废水以及铬渣大量地排放到环境之中，已造成严重的环境污染，含铬污染的治理迫在眉睫。而把有毒性的Cr(Ⅵ)还原成低毒的Cr(Ⅲ)或生物吸附到菌体并进行回收利用，是生物治理含Cr(Ⅵ)废水污染的最常用的方法之一。因苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)菌种和基因资源十分丰富，无致病性，本试验测定了本室保存的76株Bt对含CR(Ⅵ)废水的还原力，其中菌株BRC—HZM7和BRC—XQ15均可在24 h之内使50 mg/L铬(Ⅵ)低于0．5 mg/L，达到我国废水排放标准。这证明Bt菌株对含Cr(Ⅵ)废水普遍具有较强还原能力，初步建立了可运用于Cr(Ⅵ)污染治理的Bt菌种资源库。
为进一步解析影响Ce(Ⅵ)还原效率的因素，本试验以测序菌株Bt407 Cry—为载体，分别从接种量、pH值、温度、其他重金属及葡萄糖对还原Cr(Ⅵ)的条件进行优化。结果表明，该菌株还原Cr(Ⅵ)的最适接种量为1％，最适初始pH值为9．0，最适温度为35℃，金属离子Mn2+、Mo2+、Cu2+、Ni2+及葡萄糖促进Cr(Ⅵ)的还原，而Zn2+和Co2+抑制Cr(Ⅵ)的还原。在最优条件下，Bt407 Cry—菌株可在36 h时使50 mg/L Cr(Ⅵ)低于0．5 mg/L，达到我国废水排放标准。优化后的Cr(Ⅵ)还原量最高为优化前的9．25倍，极大地提高了还原效率。
以Bt407 Cry—为研究载体，结合生物信息学分析和转座子随机突变技术获得与Cr(Ⅵ)还原/吸附相关的基因，为进一步明确Bt治理铬污染的机制奠定基础。生物信息学分析表明Bt407 Cry—含有铬抗性基因chrA和一些与Cr(Ⅵ)还原相关的基因，其中基因azoR与已知铬还原基因chrR高度同源，这为Bt407 Cry—的高效还原Cr(Ⅵ)提供了理论依据。此外，将转座子随机突变载体pIC333转化Bt407 Cry—，构建容量为1500株的Bt407 Cry—转座子随机插入突变体库，获得9株Cr(Ⅵ)还原/吸附能力与野生株具有极显著提高(p<0．01)的突变株，分别命名为：Bt407—Cr5、Bt407—Cr15、Bt407—Cr22、Bt407—Cr90、Bt407—Cr108、Bt407—Cr215、Bt407—Cr259、Bt407—Cr279、Bt407—Cr281。提取9株突变株的总DNA，经HindⅢ完全酶切后，自连，转化大肠杆菌TGl感受态细胞，提取转化子质粒，扩增mini—Tn10侧翼序列并测序，确定该9株突变株的转座子插入位点均为编码转移结合蛋白的基因。对Bt407 Cry—及其9个突变子的表型进行研究表明：野生株与突变株的生长曲线没有显著差异，明确了突变株Cr(Ⅵ)还原/吸附能力的极显著提高是与菌种生长活力改变无关。试验发现大部分突变株在处理的过程中其总铬含量基本保持不变，表明废水中Cr(Ⅵ)的减少机制主要是通过Bt还原Cr(Ⅵ)。