Effect of microbial siderophore DFO-B on Cd accumulation by Thlaspi caerulescens hyperaccumulator in the presence of zeolite

Hyperaccumulators are grown in contaminated soil and water in order that contaminants are taken up and accumulated. Transport of metals from soil to plant is initially dependent on the solubility and mobility of metals in soil solution which is controlled by soil and metal properties and plant physiology. Complexation with organic and inorganic ligands may increase mobility and availability of metals for plants. In this work the influence of desferrioxamine-B (DFO-B), which naturally is produced in the rhizosphere, and zeolite on Cd accumulation in root and shoot of Thlaspi caerulescens (Cd hyperaccumulator) was investigated. Plants were grown in pots with clean quartz sand, amended with 1% zeolite; treatment solutions included 0, 10, and 100 μM Cd and 70 μM DFO-B. Addition of zeolite to the quartz sand significantly reduced Cd concentration in plant tissues and translocation from root to shoot. On contrary, DFO-B considerably enhanced Cd sorption by roots and translocation to aerial part of plants. Treating the plants with zeolite and DFO-B together at 10 μM Cd resulted in reduction of the bioaccumulation factor but enhancement of Cd translocation from root to shoot at the rate of 13%. In contrast, at 100 μM Cd in the solution both bioaccumulation and translocation factors decreased. Total metal accumulation as a key factor for evaluating the efficiency of phytoremediation was highly influenced by treatments. Presence of zeolite in pots significantly decreased total Cd accumulation by plants, whereas, DFO-B clearly enhanced it.     

嗜铁细菌CAS17的分离鉴定及其对毒死蜱的降解特性研究

采用改良定向培育法,从获得的几株嗜铁细菌菌株中经过驯化筛选,获得1株对毒死蜱有较高降解作用的细菌CAS17.结合其生理生化特性及16S rRNA序列分析,将其鉴定为耐盐短杆菌(Brevibacterium halotolerans).生长特性和毒死蜱降解试验结果表明,该菌株对毒死蜱有较高的耐受性,在毒死蜱浓度达到800 mg·L-1时仍可生长.最适毒死蜱降解浓度为≤100 mg·L-1,降解率可达67%左右,浓度继续升高时降解效果明显降低;最适降解温度为30℃,对高温敏感;对pH值有着较强的适应范围,pH值在5~9之间的降解率波动不大;最适降解时间为48 h,振荡速率为150 r·min-1,接种量为4%;适合其降解的最佳外加碳源为葡萄糖,最佳氮源为酵母粉,最佳无机盐为CaCl2.     

铜绿假单胞菌ZGKD2的重金属耐性机制研究

从煤矸石中分离的耐Cd2+铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)ZGKD2具有多种重金属耐性,研究其铁载体产生特征和重金属耐性机制对于开发土壤重金属污染修复技术具有重要意义.在牛肉膏蛋白胨培养基中分别添加200～3 000μmol.L-1的Cd2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Pb2+或Mn2+等重金属,ZGKD2菌株的最大生长量随着重金属浓度的增加而降低,不同浓度重金属对ZGKD2菌株产碱能力无明显影响.ZGKD2菌株生长进入稳定期时,用0、200、600、1 000μmol.L-1的Cd2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+或0、1 000、2 000、3 000μmol.L-1的Pb2+、Mn2+处理2 h,SOD和CAT活性随重金属浓度增加而增加.ZGKD2菌株在MSA培养基中能产生铁载体,200～1 000μmol.L-1的重金属Cd2+或Zn2+可显著诱导铁载体的产生,Ni2+和Mn2+的作用较小,Cu2+则抑制;ZGKD2菌株的产铁载体能力与重金属耐性能力相关.这些结果表明ZGKD2菌株的产碱、产铁载体特性以及抗氧化酶活性提高可能是其耐重金属的主要机制.     

高产铁载体菌Burkholderia vietnamiensis YQ9促生特性研究及其对重金属胁迫条件下种子萌发的影响

本研究以Burkholderia vietnamiensis YQ9为供试菌株,明确其产铁载体能力,研究其产吲哚乙酸（Indole acetic acid,IAA）、溶磷解钾和1-氨基环丙烷-1-羧酸（1-Aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC）脱氨酶活性等促生特性.发现B.vietnamiensis YQ9铁载体活性单位（Siderophore unit,SU）高达96.6%,兼具分泌IAA、溶磷,以及产ACC脱氨酶能力.YQ9的IAA产量为6.93 mg·L^-1;在含有磷酸三钙的培养基中培养后,其上清液中的可溶性磷含量为104.06 mg·L^-1;ACC脱氨酶活性为8.71μmol·h^-1·mg^-1.此外,在含不溶性重金属的培养基中接种YQ9,上清液中Cu²⁺、Zn²⁺和Cd²⁺含量显著提升,与对照相比分别增加了69.89%、83.80%和51.59%.通过研究重金属胁迫下不同处理对黑麦草和甜高粱种...     

不同铁浓度对单细胞和群体铜绿微囊藻生长的影响

分别在限铁和富铁的条件下,比较研究了Microcystis aeruginosa PCC7806(单细胞株)和M.aeruginosa XW01(群体株)2株铜绿微囊藻的生长、光合作用效率、铁载体分泌及其细胞对铁元素的积累.2株藻的ITS 序列相似性为95%,铁吸收调节蛋白基因fur的序列相似性为98%,二者具有很高的遗传相似性.研究表明,在限铁条件下单细胞株微囊藻生长受到抑制,在第 6 d藻体黄化死亡,但群体株在限铁条件下能维持一定的生长; 限铁条件下最大光能转化效率(F_v/F_m)群体株高于单细胞株,二者分别为0.182±0.014和0.160±0.017.群体株比单细胞株有更高的光合作用能力; 2株藻均可产生铁载体菌株,其铁载体类型为氧肟酸盐型.在限铁条件下,群体株比单细胞株产生更多的铁载体.通过测定藻体铁的含量,发现缺铁条件下藻体积累的铁含量不足富铁条件下的1/3,但不同铁浓度培养的2株藻之间铁含量差异不大.研究结果显示,群体株比单细胞株有更强的适应低铁环境的能力,其机制并非是由于二者对铁吸收和积累的差异导致,可能是由于单细胞株的其他生理代谢过程对细胞内低铁状态更为敏感.     

玉米根内和根际土壤溶磷细菌生物学特性研究

从玉米根内和根际土壤中分离筛选到22株溶磷细菌。根据16SrRNA基因序列分析,2株溶磷效果最好的菌株分别被鉴定为伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.SY9)和泛菌(Pantoea sp.Gym7c)。同时对菌株SY9和Gym7c的溶磷能力和植物促生特性进行了进一步研究。利用磷酸钙和开阳磷矿矿粉研究了菌株释放P、Ca和Fe的效能。液体培养条件下,菌株在在磷酸钙培养基中的生长好于在开阳磷矿粉培养基中的生长,同时菌株能够合成铁载体。菌株SY9从开阳磷矿粉中释放P、Ca,和Fe的能力比菌株Gym7c强。然而菌株Gym7c从磷酸钙中释放P和Ca的能力比菌株SY9强。菌株Gym7c主要是通过合成的有机酸溶解磷酸钙并释放其中的P和Ca,而菌株SY9是通过合成的有机酸和铁载体溶解开阳磷矿粉并释放出其中的P、Ca,和Fe。溶解开阳磷矿粉的有机酸主要是葡萄糖酸而溶解磷酸钙的有机酸主要包括丁二酸、丙酸、苹果酸和酒石酸等。菌株Gym7c能够合成生长素、铁载体和1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶。菌株SY9和Gym7c对酸碱、盐和温度均表现出一定的抗性。