凤眼莲根际耐重金属细菌分离鉴定及其对凤眼莲富集Cd和Zn的影响

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水体的重金属污染问题已经是一个非常严重的环境污染问题,凤眼莲作为一种重金属强富集植物被广泛运用在水体修复中,但目前对凤眼莲根际微生物影响其富集重金属的研究还比较少见。本文通过对凤眼莲根际耐重金属细菌进行分离纯化,获得了对Cd和Zn具有良好耐受能力的菌株,分析了它们的生长规律,结合革兰氏染色结果、生理生化分析结果、16S rRNA基因序列测序结果对分离菌株进行种属鉴定。同时针对分离菌株对Cd和Zn的去除能力和变化规律进行了分析探讨。通过以Pseudomonas属(假单胞菌属)的R12、R15和Stenotrophomonas属(寡养单胞菌属)的R16分别与凤眼莲联合对Cd和Zn进行富集去除,探讨耐重金属根际细菌在凤眼莲富集Cd和Zn过程中的影响作用。主要研究结果如下:  (1)凤眼莲根际耐重金属细菌表现出丰富的遗传多样性,实验分离的7株重金属耐受菌当中,已经鉴定的5株被证明分属于2个门Proteobacteria/ Bacteroidetes的4个属Pseudomonas/Enterobacter/Stenotrophomonas/Chryseobacterium,另外2株细菌的归属有待后续鉴定。针对分离菌株的重金属耐受性实验结果显示7株细菌均可以耐受10mg/L的Cd,其中R12、R15、R16、R29可以耐受500mg/L的Zn, R8、R14、R26可以耐受300 mg/L的Zn,分析发现细菌耐受重金属的能力与其系统发育上的划分并无直接关系。分离菌株普遍具有生长迟缓期短、N源和C源摄取性广泛等特点,对恶劣环境适应性强。  (2)本实验中重金属耐受性菌株对Cd和Zn的去除规律表现出很高的相似性,单位质量的R8、R12、R16、R26对重金属Cd和Zn的去除均表现为随时间增长而增加,R14对重金属 Cd和 Zn的去除均表现为随时间增长而减少,R15对重金属Cd和Zn的去除均表现为随着时间的变化先减少后增加。把握细菌对重金属去除能力的变化规律,对微生物投入实际运用意义重大。  (3)在获取的几种细菌中,R16对重金属Cd和Zn的去除效果最好,单位质量的R16对 Cd和 Zn的去除量均在36h时达到最高,分别为0.17 mg·g-1和2.71 mg·g-1;从细菌对培养液中重金属的整体去除率来看,R16在培养时间达到36 h时,可以对培养液中的Cd和Zn分别去除41%和16%;R15、R12、R8对Cd的去除能够达到30%、25%、23%。  (4)根际细菌R12、R15、R16影响凤眼莲对Cd的富集主要表现为抑制或促进Cd进入凤眼莲根部,而对凤眼莲富集Zn的影响作用主要表现为调控Zn在植株中的迁移。
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