不同生存形态耐锌细菌的锌吸附行为研究

摘要

本研究以从土壤中筛选出的两株耐锌细菌S3和S13为对象，结合16SrDNA鉴定确定菌株分类地位。对其在游离与生物膜生长状态下的Zn2+吸附行为进行研究，结果表明：
　　（1）结合16SrDNA鉴定，确定菌株S3属于鞘氨醇杆菌属，S13属于耐重金属根瘤菌。经测定，Zn2+对菌株S3的最小抑制浓度（MIC）为500mg/L左右，对菌株S13的最小抑制浓度为300mg/L左右，表明S3及S13为中度耐锌细菌。初步测定了两株菌对Zn2+的富集能力，结果表明，在初始Zn2+浓度为100mg/L、200mg/L、300mg/L时，菌株S3最大吸附率分别为48.8％、30.6%和22.5%；S13最大吸附率分别为42.2%、27.4%和14.5%。
　　（2）对于菌株S3和S13，初始Zn2+浓度越高，生物膜的产量越低。在48h内，初始Zn2+浓度为100mg/L、200mg/L、300mg/L时，游离态S3吸附率分别为34.8%、21.8%和14%，生物膜吸附率分别为41.2%、27.3%和20.26%；游离态S13吸附率分别为21.8%、14.7%和5.1%，生物膜吸附率分别为28.1%、20.2%和11.4%，表明两株菌生物膜吸附Zn2+的能力都要强于游离态。利用激光共聚焦显微镜观察生物膜，发现两株菌的生物膜在Zn2+胁迫下，菌体密度都有所减小。对于两株菌的游离态菌体，约有20%的Zn2+是进入胞内积累，表明游离态菌株对于Zn2+的富集是由胞内积累和胞外吸附共同完成。对于生物膜菌体，胞内积累的比例不足10%，说明生物膜吸附Zn2+主要是由胞外吸附完成的。
　　（3）研究两株菌游离态菌体和生物膜菌体的Zn2+的吸附过程，实验结果表明菌株以游离态存在或者以生物膜形式存在，对于菌体本身的Zn2+吸附能力并无较大的影响。菌株S3活性菌体的Zn2+吸附率一直高于非活性菌体；S13活性菌体的Zn2+吸附率则低于非活性菌体。并且两株菌活性菌体达到吸附平衡的时间都要长于非活性菌体。吸附动力学实验表明，准二级动力学方程更适合描述两株菌活性及非活性菌体的Zn2+吸附过程。菌体吸附Zn2+后FT-IR分析表明，S3细胞壁中主要参与的官能团包括O-H或N-H和C-O；菌株S13细胞壁中主要参与的官能团有O-H或N-H、C=O和C-O。
　　菌株S3和S13游离态菌体的EPS中多糖的含量要高于蛋白质，而生物膜EPS蛋白质的含量则要高于多糖含量。两株菌的生物膜EPS吸附率都要高于游离态菌体EPS，菌株S3游离态菌体EPS平衡吸附率为32.4%，生物膜EPS平衡吸附率为37%；菌株S13游离态菌体EPS平衡吸附率为29.1%，生物膜EPS平衡吸附率为34.5%。并且菌株S3和S13胞外聚合物对Zn2+的吸附过程都符合准二级动力学模型。

目录

声明

1 绪论

1.1 土壤重金属污染来源及危害

1.2 土壤重金属污染修复技术

1.3 微生物吸附

1.4 生物膜及游离态吸附重金属研究

1.5 研究的目的、意义和内容

2 耐锌菌株的筛选鉴定及理化性质测定

2.1 前言

2.2 材料

2.3 实验方法

2.4 结果与分析

2.5本章小结

3 生物膜及游离态菌株对Zn2+的吸附

3.1前言

3.2材料

3.3实验方法

3.4结果与分析

3.5本章小结

4 菌体及胞外聚合物对Zn2+的吸附研究

4.1前言

4.2 材料

4.3实验方法

4.4结果与讨论

4.5本章小结

5 结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文目录

致谢