论文部分内容阅读
重金属污染地区是重金属耐受真菌的重要来源。本文从重金属污染严重的湖南水口山有色金属矿区土壤中筛选出18株真菌,经鉴定分别属于曲霉属、木霉属、青霉属和镰孢属;作为对照,从重金属污染较轻的廊坊经济开发区绿化用地中筛选出2株真菌,经鉴定为黑曲霉;分别测定了11种有毒重金属对以上真菌的最小抑制浓度,筛选出若干株重金属耐受性真菌;通过比较分析真菌最小抑制浓度,探讨了菌株种类、分离环境和重金属浓度等因素对真菌重金属耐受性的影响;并以黑曲霉为例,从胞外聚合物(EPS)的角度研究了真菌对高浓度Pb2+的耐受机理。为获取有效治理重金属污染的微生物提供候选资源,以期为重金属污染环境的生物修复提供理论基础。 从金属矿区分离真菌中筛选出若干株耐受高浓度重金属的真菌,如 A.nigerPTN84可耐受144 mM Pb(Ⅱ),A.terreus PTN21、A.flavus PTN29和T.asperellumPTN1可耐受36 mM Cd(Ⅱ),Fusarium sp.PTN12、A.terreus PTN21和T.asperellumPTN1可耐受36 mM Cu(Ⅱ),Fusarium sp.PTN12可耐受72 mM As(Ⅲ)等。 EPS对Pb2+具有优良的吸附性能。采用CER法从A.niger PTN31菌体中提取EPS,其中EPS的多糖的含量为60%,蛋白质的含量为34%; EPS颗粒Zeta电位为-40.5±0.6 mV,平均粒径415nm。吸附条件优化实验表明:A.niger PTN31菌体对Pb2+的最佳吸附条件为温度30℃,pH5.0,投加量50 g/L; EPS对Pb2+的最佳吸附条件为温度25℃,pH5.0,投加量52.5mg/L。吸附动力学实验表明:去除EPS前后的A.niger PTN31菌体和EPS对Pb2+的吸附过程均可由准二级动力学方程描述,并可在90min内达到吸附平衡;在Pb2+初始浓度分别为10、50和100mg/L时,EPS对Pb2+的平衡吸附量依次为138.2、397.93和563.98 mg/g。等温吸附实验表明:去除EPS前后的A.niger PTN31菌体的吸附等温线能较好的用Freundlich方程来描述,而EPS对Pb2+的吸附等温线更符合Langmuir方程,其理论最大单分子层吸附量为699.3mg/g。 EPS可以显著地影响黑曲霉菌体的Pb2+吸附行为。实验结果表明:去除EPS后,黑曲霉菌体的Pb2+吸附性能明显削弱,在Pb2+初始浓度为125mg/L时,最大可削弱66.76%。此外,培养基中Pb2+的浓度可显著地影响黑曲霉生物量、EPS产量与组成。实验结果表明:A.niger PTN31对Pb2+的耐受性较A.niger MY1好;在不含Pb2+的培养基中,其分泌EPS的能力较A.niger MY1高8.8%;在含16mMPb2+的培养基中,其分泌EPS的能力最大可较A.niger MY1高23%; EPS中蛋白质含量随培养基中Pb2+浓度的变化趋势与EPS产量的变化趋势基本保持一致。 以上研究表明,EPS对真菌耐受高浓度Pb2+具有重要意义。生存在高浓度Pb2+环境中的真菌在Pb2+刺激下可分泌更多的EPS,将大部分Pb2+固定或隔绝在细胞外,有效地阻止Pb2+进入真菌细胞。此外,对于进入细胞的少量Pb2+,真菌细胞通过分泌的金属硫蛋白、有机酸等方式可将Pb2+固定或无毒化,从而达到耐受高浓度Pb2+的目的。