植物促生菌Pseudomonas monteilii PN1对对硝基酚降解及其联合苜蓿对污染土壤的修复
本文关键词：植物促生菌Pseudomonas monteilii PN1对对硝基酚降解及其联合苜蓿对污染土壤的修复，，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：近年来,硝基酚类化合物作为原材料或中间体被广泛应用于化工生产中,工业废水的不达标排放以及有机磷杀虫剂等的大量使用使硝基酚类物质的污染日益严重,不仅破坏了环境还对人类健康以及哺乳动物的生存产生了恶劣的影响。由于硝基酚类物质比较稳定,易被土壤吸附难以移动,在自然界中极难降解,而一些微生物经过长期的接触驯化,具有了一定的降解硝基酚的能力,也具备了与植物联合修复对硝基酚污染土壤的潜力,所以生物修复成为越来越多的学者研究的课题,生物修复法不仅高效快速,经济实用,而且避免了污染物的二次转移,具有广阔的开发应用前景。本研究从长春市周边一个喷洒农药的农田土样中分离筛选出一株高效的对硝基酚(P-Nitrophenol,简称PNP)降解菌,能以PNP作为唯一碳源和氮源进行生长和繁殖,经16S rDNA序列分析鉴定为假单胞菌,命名为PN1,PN1能够降解PNP的浓度范围为0~200 mg/L,而且降解过程中表现出较高的疏水性和良好的通透性。同时PN1还具有卡那霉素和氯霉素抗性以及Cd2+、Pb2+、Zn2+和Cr6+四种重金属耐性,其最低抑制浓度(MIC)分别为700、500、800和100 mg/L。根据PN1具有的抗生素抗性,对其进行了绿色荧光蛋白标记,且标记后的PN1的质粒具有良好的稳定性。然后将PN1-gfp投入实验室模拟的含污染物PNP的土壤微宇宙中,探究其在复杂的环境中能否正常发挥其降解功能,结果证明,复杂的外界环境虽然延长了PN1-gfp的适应期,但PN1-gfp仍能在160个小时之后将141.61 mg/L的PNP完全降解,并发出的稳定的绿色荧光,说明PN1-gfp具备生物修复实际污染土壤的潜力。其次对PN1-gfp的植物促生特性进行了探究,证明其能够分泌植物生长激素吲哚乙酸(IAA)、产生铁载体来获取铁离子,溶解难溶性的有机磷、产生1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶来降低乙烯的含量,是一株具有多种促生功能的植物促生菌(PGPR)。然后在MS固体培养基中进行苜蓿的生长实验,未浸菌的苜蓿的最大PNP耐受浓度为20 mg/L。当PNP浓度为20 mg/L时,对于接菌的苜蓿,由于PN1-gfp对PNP的降解减轻了毒害作用,植株的长势远远好于未接菌的苜蓿,且PN1-gfp对茎的促进作用较为明显。最后在温室中进行盆栽试验,苜蓿在土壤中生长的最适PNP浓度为100mg/kg,且经30天的培养后,PNP的自然降解率约为18.1%,加入植物的作用后,根际和非根际土壤的PNP降解率分别为31.0%和29.9%,再加入PN1-gfp的降解及促生作用后,根际和非根际土壤的PNP降解率分别为89.0%和85.8%,对于经PN1-gfp处理过的苜蓿盆栽,根际土壤中的生物量明显大于非根际土壤,在植株内部,生物量的大小顺序为根㧐叶㧐茎。
【关键词】：PNP 生物降解 微宇宙 植物促生菌 土壤修复
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X172;X53
【目录】：
- 摘要4-6
- abstract6-10
- 第1章 绪论10-16
- 1.1 硝基酚类化合物的性质10-11
- 1.2 硝基酚类化合物的土壤污染修复方法11-12
- 1.3 植物促生菌的研究及应用现状12-14
- 1.4 论文的立题依据和主要内容14-15
- 1.5 技术路线15-16
- 第2章 PNP降解菌的分离与鉴定及其降解特性研究16-25
- 2.1 材料与方法16-17
- 2.1.1 实验设备16-17
- 2.1.2 主要试剂及培养基17
- 2.1.3 试剂配制17
- 2.2 实验方法17-20
- 2.2.1 对硝基酚降解菌的分离筛选17-18
- 2.2.2 降解菌的鉴定18-19
- 2.2.3 菌株对PNP的降解特性研究19-20
- 2.2.4 菌株的重金属和抗生素耐性20
- 2.3 结果与讨论20-24
- 2.3.1 PNP降解菌的分离与鉴定20-21
- 2.3.2 分光光度法测定PNP浓度21
- 2.3.3 不同初始PNP浓度对菌株生长的特性的影响21-22
- 2.3.4 PN1的疏水性和通透性分析22-23
- 2.3.5 PN1的重金属及抗生素耐性分析23-24
- 2.4 结论24-25
- 第3章 PN1的荧光蛋白标记及微宇宙实验25-31
- 3.1 材料与方法25-26
- 3.1.1 实验设备25
- 3.1.2 主要试剂及培养基25-26
- 3.1.3 试剂配制26
- 3.2 实验方法26-28
- 3.2.1 PN-1 的荧光蛋白标记26-27
- 3.2.2 标记假单胞菌PN1的稳定性检测27
- 3.2.3 标记假单胞菌PN1在微宇宙中的存活及降解活性27
- 3.2.4 分析方法27-28
- 3.3 结果与讨论28-30
- 3.3.1 荧光蛋白标记结果及质粒的稳定性检测28-29
- 3.3.2 土壤微宇宙实验29-30
- 3.4 结论30-31
- 第4章 PN1-gfp与苜蓿联合修复PNP污染的土壤31-46
- 4.1 材料与方法31-33
- 4.1.1 实验设备31
- 4.1.2 培养基31-32
- 4.1.3 试剂配制及种子的处理32-33
- 4.2 实验方法33-36
- 4.2.1 PN1-gfp的植物促生特性鉴定33-34
- 4.2.2 PN1-gfp的MS固体培养基试验34-35
- 4.2.3 PN1-gfp的盆栽试验35-36
- 4.2.4 分析方法36
- 4.3 结果与讨论36-45
- 4.3.1 PN1-gfp的植物促生特性分析36-38
- 4.3.2 PN1-gfp的MS固体培养基试验分析38-41
- 4.3.3 PN1-gfp的盆栽试验分析41-45
- 4.4 结论45-46
- 第5章 结论与建议46-48
- 5.1 结论46-47
- 5.2 建议47-48
- 参考文献48-54
- 攻读硕士期间所取得的科研成果54-55
- 致谢55
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