金属矿区及污水灌溉区抗重金属放线菌的筛选及吸附机理研究

发布时间：2023-06-02 23:44

　　放线菌是土壤中的主要微生物类群之一,由于其特殊的细胞形态和生理代谢功能,放线菌在重金属的微生物修复中具有很大潜在的应用价值。本项目从重金属尾矿和污灌区土壤中分离筛选出具有重金属抗性的优良放线菌菌株,对其进行了多样性研究,并对潜在的新种进行了多相分类鉴定。通过正交试验优化了菌体对镉和锌的吸附条件,并在高效、稳定的优化条件下进行了吸附动力学研究,同时采用多种手段研究了高效抗性菌株对镉和锌的吸附特征,初步阐明放线菌对镉和锌的吸附和抗性机理。本研究所取得的主要结论如下: (1)从不同重金属尾矿区和污灌区分离筛选出18株抗性放线菌,其中从铅锌矿区分离的菌株K42(=CCNWNQ0016^T)对Cd²⁺和Zn²⁺的耐受性最高,分别能在5.5 mmol·L^-1Cd²⁺和6.0 mmol·L^-1Zn²⁺的高氏1号液体培养基中生长。在固体培养基上,菌株K42耐受Zn²⁺的能力最强,对锌的最大抗性水平(Maximum Resistan...

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 土壤重金属污染及生物修复
        1.2.1 土壤重金属污染概述
        1.2.2 重金属污染的微生物修复
        1.2.3 重金属污染微生物修复的抗性机制
    1.3 生物吸附研究进展
        1.3.1 生物吸附的概念及特点
        1.3.2 生物吸附的研究现状
        1.3.3 生物吸附的机理
        1.3.4 影响生物吸附的因素
    1.4 放线菌在微生物修复中的作用
    1.5 放线菌的分类
        1.5.1 经典分类方法
        1.5.2 数值分类方法
        1.5.3 化学分类方法
        1.5.4 分子分类方法
    1.6 立题依据与研究内容
第二章 抗重金属放线菌的分离筛选及放线菌多样性研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 供试土样重金属含量的分析
        2.3.2 供试菌株的分离纯化结果
        2.3.3 重金属抗性放线菌的初筛
        2.3.4 重金属抗性放线菌的复筛
        2.3.5 优良抗性菌株MRL 的确定
        2.3.6 生理生化数值分类分析
        2.3.7 形态和培养特征研究
        2.3.8 系统发育分析
    2.4 本章小结
第三章 两株重金属污染区土壤放线菌新种的鉴定
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 菌株的形态学特征
        3.3.2 生理生化特征研究结果
        3.3.3 化学分类研究结果
        3.3.4 16SrDNA 分析结果
        3.3.5 DNA-DNA 同源性分析及G+C %测定结果
    3.4 本章小结——新种的描述
第四章 影响放线菌生长及对Cd²⁺、Zn²⁺吸附的因素研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 影响菌株K42 生长和耐受镉、锌的因素
        4.3.2 影响菌株K42 和H7 吸附镉、锌的因素
        4.3.3 正交实验优化菌株对Cd²⁺、Zn²⁺的吸附
        4.3.4 预处理对菌株K42 和H7 吸附Cd²⁺、Zn²⁺的影响
    4.4 本章小结
第五章 放线菌对镉、锌的生物吸附及动力学研究
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 菌株及培养条件
        5.2.2 吸附菌株的处理
        5.2.3 重金属Cd²⁺和Zn²⁺的吸附试验
        5.2.4 解吸附实验
        5.2.5 离子的竞争吸附
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 pH 对镉、锌生物吸附的影响
        5.3.2 等温吸附模型的拟合
        5.3.3 吸附动力学研究
        5.3.4 pH 对解吸附的影响
        5.3.5 多种离子竞争吸附的研究
    5.4 本章小结
第六章 菌株K42 对镉、锌吸附机理初步研究
    6.1 引言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 实验材料
        6.2.2 实验方法
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 生长的菌株K42 对Cd²⁺和Zn²⁺的吸附部位研究
        6.3.2 菌株K42 连续吸附培养过程中溶液pH 的变化
        6.3.3 扫描电镜观察菌株K42 对Cd²⁺、Zn²⁺的吸附和累积和EDX 能谱分析
        6.3.4 透射电镜观察菌株K42 对Cd²⁺、Zn²⁺的吸附和累积和EDX 能谱分析
        6.3.5 菌株K42 吸附和累积Cd²⁺、Zn²⁺的红外光谱分析
    6.4 本章小结
第七章 结论、创新点与展望
    7.1 主要结论
        7.1.1 重金属抗性放线菌的筛选及多样性
        7.1.2 新种的鉴定
        7.1.3 影响抗性菌株K42 生长和耐受镉与锌能力的因素
        7.1.4 影响高效抗性菌株K42 和敏感菌株H7 对镉和锌生物吸附的因素
        7.1.5 抗性菌株和敏感菌株对镉和锌吸附效果的比较
        7.1.6 抗性菌株K42 对镉和锌吸附和耐受机理
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
附录
作者简介



本文编号：3828250