一株铜抗性细菌的分离鉴定及其耐铜机制

利用微生物修复铜污染环境是当前研究的热点之一,筛选铜污染环境生物修复的菌种,研究其耐铜机制对铜污染土壤修复具有重要的意义.从铜矿附近的土壤中分离得到一株具有较强铜抗性的细菌,经形态观察、生理生化实验及系统发育分析,鉴定该菌株为不动杆菌属,命名为Acinetobacter sp. MA9.为探索MA9对铜的耐性、富集及其可能机制,研究不同浓度铜处理下菌株的生长和细菌对培养基铜的去除效率,同时分析铜胁迫下MA9胞外聚合物的含量、菌体表面形貌和官能团的变化.结果表明,铜处理细菌36 h后,以培养基铜浓度表征的半数效应浓度(EC_(50))值为251mg/L,细菌对溶液铜的去除量最高达到了溶液铜浓度的68%.与对照相比,铜胁迫使得MA9产生了更多的胞外聚合物,其中多糖增加62%,蛋白增加185%;利用扫描电镜观察发现,与无铜处理的菌株相比,铜处理菌体表面存在大量颗粒物;能谱分析也显示,MA9细胞表面检测到铜,这说明铜可能与细菌代谢物结合产生胞外吸附;傅里叶红外光谱分析结果表明,菌株在铜处理后细胞表面与醛基官能团相关的吸收峰消失,说明铜主要和菌体表面的醛基官能团结合.本研究表明胞外吸附和胞外沉淀是不动杆菌MA9主要的耐铜机制,醛基是参与MA9和铜反应的主要基团;结果可为MA9在铜污染环境修复中的应用提供数据和基础.(图6表2参36)     

一株耐受糠醛的纤维素降解菌Bacillus siamensis BREC-11的分离与鉴定

糠醛是木质纤维素转化过程中产生的有毒的代谢抑制物,能阻碍菌株正常发酵,增加发酵成本.为提高发酵菌株耐受糠醛的能力,促进对木质纤维素的高效转化,以糠醛为耐受物添加到培养基中,竹虫幼虫肠道作为分离源,经刚果红染色法初步筛选,分离到一株可耐受糠醛的纤维素降解菌株BREC-11;通过形态学观察、生理生化分析、细胞化学分析、16S rDNA序列比对等多相分类学方法鉴定;进一步进行了不同浓度糠醛耐受试验研究,并测定菌株的滤纸酶活(FPA)、CMC酶活、纤维二糖酶活(β-G).确定菌株BREC-11属于芽孢杆菌属的一个种,将其定名为Bacillussiamensis BREC-11.菌株BREC-11在含3.5 g/L糠醛的培养基中可以生长;在3.5 g/L糠醛的耐受浓度下,在30℃、150 r/min培养2 d后,滤纸酶活达到0.1 U/m L,CMC酶活达到0.21 U/m L,纤维二糖酶活达到0.07 U/m L.本研究表明BREC-11是一株耐受糠醛的纤维素降解菌株,在生物炼制过程中具有一定的应用潜力.     

皮氏罗尔斯通氏菌株DX-T3-01的耐镉性能及镉富集机理

从江西德兴铜矿土壤中分离筛选到一株具有较强耐镉(Cd)能力的细菌DX-T3-01,经生理生态及16S rRNA分析进行鉴定,研究其对不同浓度Cd2+的耐受特性及对重金属Zn2+、Cu2+、Ni2+的耐受性,进一步利用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDX)和红外光谱(FTIR)探讨菌株对Cd2+累积去除的机理.经鉴定,耐镉细菌DX-T3-01为皮氏罗尔斯通氏菌(Ralstonia pickettii);Cd2+最高耐受浓度(MTC)为16 mmol L-1,最低抑制浓度(MIC)为4 mmol L-1,并可耐受一定浓度的Zn2+、Cu2+;菌体积累Cd2+后细胞表面有沉淀物附着并有镉元素检出,对Cd2+的累积主要依靠细胞壁上—PO43-、胺基中的—C—N—、—M—O(O—M—O)、C=O和酰胺基(—CO—NH—)基团.图5参16     

我国铜的淡水生物水质基准研究

铜是生命体必需的一种微量元素,当铜的浓度超过一定范围时,又会对机体产生一定的毒害作用.为了有效控制铜给水生生物带来的不利影响,亟需开展铜的水质基准研究工作.以我国淡水生态系统为保护对象,收集和筛选了淡水水体中的生物物种和相应的毒性数据.用评价因子法、毒性百分数排序法和物种敏感度分布法分别推导了我国铜的淡水生物水质基准....     

环境条件对采矿废石中重金属溶出特性的影响

采矿废石中的重金属元素会由于废石长时间的露天堆放,受到风化、雨水侵蚀等的作用而释放出来,从而对环境产生一定的危害.以广西某锡钽铌多金属矿区采矿废石为研究对象,对采矿废石样品进行了性质鉴别,并考察了pH、温度和离子强度等环境条件对采矿废石中铅、砷、镉等重金属溶出的影响.结果表明:实验所选取的废石样品为第I类的一般工业固体废物.采矿废石中的铜、铅、镍在pH=4,镉和锌在pH=5,而砷在pH=6的条件下溶出较为明显;重金属元素砷,锌,铜,铅在离子强度为1 ms?cm-1时,浸出浓度最大,而镍和镉元素则是在0.1 ms?cm-1时出较多;砷,镉和铜在温度为35℃,镍元素在30℃,铅元素在25℃的条件下溶出质量浓度达到最大值,而锌元素的浸出质量浓度受温度的影响较小.     

几种典型土壤中铜对赤子爱胜蚓的毒性差异比较研究

土壤污染物基础生态毒理数据是开展污染土壤生态风险评价和构建土壤生态筛选基准的重要依据.以湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和经济合作与发展组织(OECD)推荐的人工土壤为测试介质,按照国际标准化组织(ISO)颁布的测试方法,研究了铜在4种不同土壤中对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性和慢性毒性.结果表明,铜在4种不同类型土壤中对赤子爱胜蚓的毒性效应差异较大,在湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和人工土壤中的半致死浓度(14d LC50)分别为134.4、557.7、715.2和867.0mg·kg-1;赤子爱胜蚓体重对较低浓度铜污染响应相对不敏感,而较高浓度铜污染(接近引起蚯蚓死亡的高浓度)则可导致蚯蚓体重显著降低;铜对赤子爱胜蚓生殖(产茧量)的影响较为明显,其在湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和人工土壤中对蚯蚓产茧量产生50%抑制作用的有效中浓度(28d EC50)分别为58.2、140.1、258.9和150.4mg·kg-1,无可见效应浓度(NOECs)分别为50、50、200和100mg·kg-1.鉴于我国土壤类型的多样性十分丰富,不同地区土壤性质差异较大等特点,在制定土壤筛选基准时需考虑污染物在不同土壤中生物有效性与毒性的差异。     

菲、芘、1,2,4-三氯苯对蚯蚓的急性毒性效应

测定了草甸棕壤条件下 ,菲、芘和 1,2 ,4-三氯苯单一与复合污染对蚯蚓的急性致死及亚致死效应。结果表明 ,3种化学品的浓度与蚯蚓死亡率显著相关 (α =0 .0 5 ,r菲 =0 .87,r芘 =0 .85 ,r三氯苯 =0 .95 ) ,与蚯蚓亚致死效应的相关性稍低 (α =0 .0 5 ,r菲 =0 .75 ,r芘 =0 .72 ,r三氯苯 =0 .85 )。蚯蚓个体对 3种有机物毒性的耐受程度差别较大。引起蚯蚓死亡的毒性阈值浓度菲和 1,2 ,4-三氯苯均为 2 0mg·kg-1,芘为 2 0 0 0mg·kg-1;引起蚯蚓体重增长率下降的亚急性毒性阈值浓度分别为菲 2 0mg·kg-1、1,2 ,4-三氯苯 3 0 0mg·kg-1、芘 10 0 0mg·kg-1;LC10 0 分别为菲 10 0mg·kg-1,1,2 ,4-三氯苯 3 5 0mg·kg-1。由于芘的低水溶性和低毒性 ,无法计算LC10 0 。实验还表明 ,复合污染主要表现为协同和拮抗作用     

聚丙烯中空纤维膜萃取水溶液中铜离子的研究

研究了聚丙烯中空纤维膜萃取二(2-乙基己基)膦酸(D2EHPA)水溶液中铜离子的工艺条件.结果表明,两相流速、膜面积对萃取率基本无影响;而水溶液的pH值和有机相初始铜离子浓度的改变使萃取率在40%-99%之间变化.整个萃取过程的传质阻力主要来源于D2EHPA和 Cu2 的界面配位络合反应阻力,铜浓度比较高时,传质阻力与铜浓度无关;而当铜浓度降低时,传质阻力随着铜浓度的降低而增大.     

五氯苯酚对原生动物群落的毒性研究

五氯苯酚(PCP)是一种曾被广泛使用的木材防腐剂、杀菌剂和除草剂,目前已经造成了世界范围内土壤和水体的污染.以生物曝气池原生动物群落为靶生物对五氯苯酚进行了12小时急性毒性试验研究,结果表明,此原生动物群落急性中毒的最大无致死和最小全致死浓度范围是0.4￣40mg·L-1,半数致死浓度为2.40mg·L-1.在PCP染毒条件下,原生动物群落结构表现出简单化趋势,随着PCP浓度的增加,原生动物种类越来越少.肉足类原生动物对PCP耐受能力最差,鞭毛类稍强,纤毛类耐受能力最好,且PCP浓度越大,其耐受优势越明显.     

高灵敏度铜抗性酿酒酵母表达系统的构建与应用

利用PCR-mediated Technique对酿酒酵母W303-1A金属硫蛋白基因(cup1)进行敲除,获得一株铜离子敏感型酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae W303-1A cup1△),其对Cu2+抑制浓度由1.2 mmol/L降为0.08 mmol/L;以pYX212载体为基本构架,以S.cerevisiae W303-1A cup1△为宿主菌,构建了以cup1作为筛选标记的pYX212M表达系统,并成功表达了绿色荧光蛋白基因(gfp),从而实现了高灵敏度铜抗性酿酒酵母表达系统的构建与应用.本研究构建的高灵敏度铜抗性酿酒酵母表达系统不仅廉价、安全,而且丰富了酵母的表达系统,同时对微生物的铜抗性机理及生物修复功能的研究具有指导意义.