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六价铬是一种高毒性的污染物,严重威胁人类健康和生态环境平衡。利用微生物将六价铬还原为低毒性的三价铬是环境铬污染治理的重要途径,微生物六价铬还原作用的研究也一直是相关领域的研究热点。但是目前大部分的研究集中在六价铬还原条件的优化或者还原酶的定位,而未能进一步地鉴定六价铬还原酶,因此微生物的六价铬还原分子机制尚不透彻,无法精确有效的为微生物用于环境铬污染治理提供科学依据。本研究以Cr(Ⅵ)还原菌Bacillus sp.CRB-1为研究对象,通过单因素条件优化,研究了不同环境因子和培养方式对芽孢杆菌CRB-1还原Cr(Ⅵ)的影响。通过检测静息细胞,渗透细胞和亚细胞组分的Cr(Ⅵ)还原能力,并利用傅里叶红外光谱技术检测Cr(Ⅵ)还原产物的存在形式,从而初步揭示了芽孢杆菌CRB-1的Cr(Ⅵ)还原机制。通过相对荧光定量PCR,基因的异源表达及体外酶活测定,鉴定了芽孢杆菌CRB-1与Cr(Ⅵ)还原和耐受有关的基因。最终通过结合Cr(Ⅵ)还原特性和还原机制的研究,以期为微生物治理环境铬污染提供理论依据。本文的主要研究结果如下:(1)筛选到了一株具有Cr(Ⅵ)还原能力的芽孢杆菌CRB-1,其最高Cr(Ⅵ)耐受浓度为300mg/L,并且可在24 h将50 mg/L Cr(Ⅵ)完全还原。(2)优化了芽孢杆菌CRB-1的还原条件。芽孢杆菌CRB-1在p H 8.0,42℃,盐浓度1%,接种量10~8 cells/m L,以及好氧震荡条件下呈现出最佳的Cr(Ⅵ)还原效率。(3)明确了芽孢杆菌CRB-1的Cr(Ⅵ)还原位点。芽孢杆菌CRB-1的Cr(Ⅵ)还原过程发生在胞内,由细胞质中的NADPH依赖型还原酶介导;分析了Cr(Ⅵ)还原产物的分布位置,还原产物Cr(Ⅲ)与胞外多聚物结合形成了复合物,以可溶性形式分布于培养上清中。(4)荧光定量PCR结果显示nit R2基因和chr A基因的转录水平受Cr(Ⅵ)胁迫而上调;体外酶活测定证实了Nit R2具有Cr(Ⅵ)还原活性,是NADPH依赖型的铬还原酶,而Chr A作为铬酸盐转运蛋白,则是通过将胞内过剩的Cr(Ⅵ)转运至胞外,从而提高芽孢杆菌CRB-1对Cr(Ⅵ)的耐受性。