耐砷菌筛选及其胞外聚合物除砷的特性研究

发布时间：2020-04-23 00:41

【摘要】：砷属于类金属,其物理化学性质与其他重金属相似,所以砷污染目前也被列入重金属污染的研究行列。微生物吸附法具有适用范围广,运营成本低,吸附量大,对低浓度废水吸附效果好等特点,已成为研究处理含砷在内的重金属污染的热点。细菌胞外聚合物在处理重金属污染的过程中发挥着重要的作用,但目前对胞外聚合物的研究较少,胞外聚合物除砷的机理尚不明确。本研究从受砷污染的尾矿区土壤中,通过筛菌的方式得到3株耐砷菌,对3株菌吸附砷后的亚细胞分布进行研究,得到胞外比重最大的优势菌。运用4种方法提取该菌的胞外聚合物,通过比较提取物中各成分含量,获得最优的提取胞外聚合物方法。并借助XPS,FTIR等手段研究该菌及其胞外聚合物的除砷机理。通过研究得到以下主要结论:(1)从湖南省冷水江市某受砷污染的金属矿山尾矿区土样中,成功选育3株耐砷菌,通过16SrDNA分析,确定菌1、菌2和菌3分别属于芽孢杆菌属,解淀粉芽孢杆菌属,铜绿假单胞菌属,且测序结果吻合度均为100%。(2)3株耐砷菌均能在高砷的条件下正常生长,且对低浓度砷都具有较好的去除效果,并以胞外的去除为主。当砷的浓度在500-50000μg/L时,3株菌对砷都表现出较强的耐性,且菌3即铜绿假单胞杆菌对砷的耐受性强于其他两株菌;当砷的浓度为5mg/L时,铜绿假单胞杆菌的胞外比重最大,可达总去除率的66.57%。(3)EDTA法是提取铜绿假单胞杆菌胞外聚合物的最优方法,4种提取方法的结果显示,总体提取效果为:EDTA法甲醛-NaOH法离心法低温加热法;EDTA法提取铜绿假单胞杆菌的提取物中多糖的量高于蛋白质,胞外聚合物总重为l.659μg/L,C/O=1.790,N/0=0.316。(4)通过XPS,FTIR等手段分析吸附机理得:参与铜绿假单胞杆菌除砷的主要官能团是-OH、C=O,且铜绿假单胞杆菌除砷主要与该物质中的羧酸,醇类物质有关。铜绿假单胞杆菌胞外聚合物与砷作用的官能团主要有-OH-、C=C、-CH2、-COO-,胞外聚合物除砷主要与该物质中的碳水化合物,不饱和碳氢,羧酸盐有关。铜绿假单胞杆菌及其胞外聚合物与砷结合的最强能峰在41.29eV处,砷是以+3价的形态被它们去除。
【图文】：

序列,显微镜观察,测序,电泳

（１）邋１６Ｓ邋ｒＤＮＡ鉴定结果逡逑将筛选的３株菌分别进彳ｒ提取ＤＮＡ，ＰＣＲ扩增，进行电泳观察。电泳结果逡逑如图２．２。从得到的电泳条带中切割所需的目的片段，之后进行ＰＣＲ测序，测序逡逑结果便为３株菌的１６Ｓ邋ｒＤＮＡ序列（详见附录２）。逡逑１９逡逑

琼脂糖凝胶电泳,产物,基因序列,行序

将筛选出的３株菌的１６Ｓ邋ｒＤＮＡ测序结果输入Ｂｌａｓｔ程序，选出与两株菌同逡逑源性较高菌株的基因序列作为参考，，将所有的基因序列输入Ｃｌｕｓｔａｌ－Ｘ软件中进逡逑行序列对比，后用ＭＥＧＡ５软件构建菌的系统进化树，其结果如图２．４所示：逡逑｜—ｇｉ｜１０４０７８３７６６｜ｇｂ｜ＫＸ４２６０７５．１｜：５５３－９９７邋Ｂａｃｉｌｌｕｓ邋ｓ
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;X172

【参考文献】