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硒是人和动物都必须的一种微量元素,在生物体内发挥着重要的生物学功能,其中最主要的是抗氧化功能。人体自身无法直接合成硒,只能通过摄食或饮水获得硒元素,而硒缺乏将会引发各种疾病。虽然人体每天所需的硒摄入量非常低,但由于硒元素的地理分布非常不均匀,导致很多缺硒地区的人群很难从每天的摄食与饮水中达到补硒的目的,服用补硒剂则是有效的补硒手段。无机硒的安全阈值窄,易引起动物毒性反应,有机硒相对于无机硒而言尽管有较大改善,但还是存在诸多问题。近年来研究表明单质纳米硒是一种具有高效抗氧化、免疫调控活性和安全性的硒形式。目前已有的采用化学方法制备的单质纳米硒稳定性较差,还需加入分散剂和保护剂,工序复杂成本高。本文旨在通过微生物生物转化的方法来生产单质纳米硒,探究纳米硒工业生产的新可能。本文通过16S rDNA测序及宏基因组测序技术研究了湖北恩施富硒土壤的微生物多样性。首先,利用16S rDNA测序技术研究了富硒地区沿环境梯度变化的土壤微生物多样性,研究了四组土样,分别为:没长植物的富硒裸地土样(B1)、富硒植物周围的土样(B2)、富硒植物根际土样(R1)和富硒植物根表面的土样(I1)。结果发现,微生物多样性最高的是B2与R1,I1的微生物多样性最低。群落组成上,各样品也体现了较大差异,B2与R1两组样品最为接近,Proteobacteria门是这两组样品中占比最多的门,约占35%,Euryarchaeota门则是B1样品中丰度最高的门,占整个样品群落组成的60%以上,I1样品相对来说较为简单,Cyanobacteria以93%左右的丰度占比占据I1样品中的绝对优势。其次,利用16S rDNA测序技术研究了富硒地区植物根际土壤微生物群落多样性,以裸地土样B1作为对比,采集三处富硒植物根际土样R1、R2及R3,结果发现三组根际土样在微生物群落组成以及多样性指数上非常接近,数据结果也与沿环境梯度变化的分析结果相吻合。最后通过宏基因组测序技术分析富硒地区植物根际土壤微生物群落多样性,发现B1样品的基因丰度要比其他三组根际土样高出许多。随后从富硒土壤中筛选得到一株菌,经16s rDNA测序分析将其鉴定为Pseudomonas sp。后经SEM-EDX分析以及XPS分析发现,这株假单胞菌能够将亚硒酸钠还原为纳米单质硒颗粒。在TEM下观察发现,菌体还原产生的纳米单质硒颗粒在胞内胞外都存在,利用蔗糖密度梯度离心法可以分析得到假单胞菌还原的生物纳米单质硒。通过本文的研究,对富硒地区植物根际微生物多样性有了进一步的认识,这对日后富硒微生物的进一步研究有一定的参考作用。其次,分离出具有亚硒酸钠还原性的菌株为日后生物纳米硒的工业化生产提供了可能性,这对利用微生物生产纳米硒具有一定的指导作用。