重金属铅镉抗性菌株的筛选、生物学特性及其强化植物修复铅镉污染土壤的研究

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植物修复土壤重金属污染技术具有绿色廉价、操作简单等优点,但是超积累植物往往生物量低、生长速度慢、受土壤环境影响大、对固定态和沉淀态的重金属不易吸收。而现有的添加螯合剂、表面活性剂等化学物质强化植物修复的措施又存在修复成本较高,环境风险大的不足,因此寻求一条既能大幅度提高植物修复效率、又能改善土壤生态环境,环境友好且成本低廉的新的微生物强化植物修复途径,将具有重要的理论意义和现实意义。 本研究从46个土样中筛选出对重金属铅镉具有较强抗性和活化能力的菌株J34、J113、J115、J116和J156,初步鉴定J34属于欧文氏菌属(Erwinia sp.),J113和J116属于氮单胞菌属(Azomonas spp.),J115和J156属于假单胞菌属(Pseudomonas spp.)。研究温度、pH、渗透压、氧气、重金属、抗生素及多环芳烃对菌株生长的影响,试验结果表明菌株J34、J113、J115、J116和J156均为好氧菌,能在12~37℃和pH5.5~9.0范围内生长良好,最适生长温度28℃,最适pH7.2左右,最适接种菌龄15h左右。菌株J116、J113和J156对高渗条件适应性强,在NaCl5%条件下能良好生长。菌株J34和J116对重金属和抗生素的抗性较普遍,除Cr外对其他重金属和抗生素均具抗性;菌株J113能耐受Ni10mg.L-1、Zn400mg.L-1、Amp400mg.L-1和Rif20mg.L-1,而对Cu2+、Cr6+、Km、Tc和Str无抗性;菌株J156能耐受Cu20mg.L-1、Zn200mg.L-1、Amp400mg.L-1和Rif20mg.L-1,对Ni2+、Cr6+、Km、Tc和Str无抗性;菌株J115除了能抗Zn200mg.L-1和Amp100mg.L-1外,对其他重金属和抗生素均无抗性。5株菌均能耐受一定浓度的菲和芘。 通过在有氮培养液中分别添加Pb(NO32、CdSO4、PbCO3和CdCO3与培养液成分反应形成不溶性铅镉,研究摇瓶条件下菌株对沉淀态铅镉的活化能力,结果表明5株菌能使培养液中离子态铅镉的浓度显著增加,Pb2+浓度比对照(1.59mg.L-1)高56.54~312.54mg.L-1,Cd2+浓度比对照(1.94mg.L-1)高42.05~50.06mg.L-1。测定J34、J113和J116培养液中氨基酸,发现酸性氨基酸的浓度高于碱性氨基酸。土壤试验表明,菌株对土壤中沉淀态铅镉也具有活化作用,接菌处理的土样中水溶性铅镉含量均高于
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