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      湖南石門磺廠礦區(qū)尾礦庫抗砷菌株的分離、鑒定及性質(zhì)研究

      2014-07-11 09:34:35管思琪等
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年4期

      管思琪等

      摘要:在湖南石門磺廠采集含砷尾砂樣品和水樣,利用選擇性培養(yǎng)基富集培養(yǎng)和分離,獲得13株對砷有抗性的菌株,這些菌株屬于Pseudomonas otitidis和銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa),均能在較高濃度的砷培養(yǎng)液中生存,主要通過還原砷達(dá)到對砷的高抗性作用。其中,菌株SM-T1對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的抗性分別達(dá)到了60 mmol/L和100 mmol/L,該菌株最適生長pH值為7.0~8.0,最適生長溫度為20 ℃;在砷濃度未達(dá)到致死濃度時,砷濃度對 SM-T1 的生長速度影響較大,對其最終的生長狀況影響較小。這為進(jìn)一步利用砷抗性菌開展含砷環(huán)境的生物修復(fù)奠定了良好的基礎(chǔ)。

      關(guān)鍵詞:湖南石門;砷礦區(qū);砷抗性菌;氧化還原;最適生長條件

      中圖分類號: X172 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號:1002-1302(2014)04-0300-03

      收稿日期:2013-08-29

      基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(編號:40930742);國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(編號:2014CB846004)。

      作者簡介:管思琪(1987—),女,江蘇南通人,碩士,從事環(huán)境微生物研究。

      通信作者:王睿勇。Tel:(025)83592685;E-mail:wangry@nju.edu.cn。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展,自然環(huán)境正面臨著空前壓力,砷污染日益加重便是其中之一。砷(As)是一種類金屬,廣泛存在于巖石圈、水圈和生物圈[1],可能導(dǎo)致膀胱癌、腎癌、肝癌、肺癌、皮膚癌等的發(fā)生,被美國環(huán)境保護(hù)署列為典型致癌物[2]。砷可導(dǎo)致急性中毒和慢性中毒,在砷污染嚴(yán)重地區(qū)比如孟加拉國和印度引起極大關(guān)注。在我國很多地區(qū)也存在不同程度的砷污染,目前超過10個省、自治區(qū)發(fā)現(xiàn)了飲用水型砷中毒,因此,含砷化合物污染和防治已引起人們的普遍關(guān)注[3]。

      砷污染對人類主要影響來自地方性的砷中毒和飲用水中砷含量超標(biāo)。2001年,世界衛(wèi)生組織建議將飲用水中砷的最高限度由原來的50 μg/L調(diào)整為10 μg/L[4],如何治理砷污染,特別是如何從源頭上防止砷污染引起了人們的廣泛關(guān)注。目前主要的砷污染治理方法是將高毒性的砷轉(zhuǎn)化為低毒性的砷,或者將水體中的砷轉(zhuǎn)化為低水溶性或不溶于水的物質(zhì)。近年來,研究者發(fā)現(xiàn)砷抗性菌可以通過對砷的氧化/還原、吸附/去吸附、甲基化/去甲基化、沉淀/溶解等途徑來降低環(huán)境中砷的毒性[5-7]。砷抗性菌對砷的各種作用為治理砷污染提供了新的思路。

      礦業(yè)活動是導(dǎo)致砷污染的重要原因之一。從1850年工業(yè)革命到21世紀(jì)初,全球人為活動向環(huán)境排放的砷含量逐年增加,其中礦業(yè)活動產(chǎn)生的砷量占72.6%[8]。全球砷礦分布不均,其中,砷探明儲量的70%集中在中國。湖南石門有國內(nèi)外最大的雄磺礦,距今已有1 500年的開采歷史,年產(chǎn)砷礦3 000 t左右,在礦物開采過程中,極大污染了周圍的大氣、水和土壤環(huán)境,曾經(jīng)引起居民砷中毒事件的發(fā)生。本試驗(yàn)以該礦區(qū)的尾砂、水樣為研究對象,篩選分離砷抗性菌,對其進(jìn)行鑒定,并研究抗性菌對砷的氧化還原能力,為砷抗性菌的生物修復(fù)利用奠定基礎(chǔ)。

      1材料與方法

      1.1含砷尾砂、水樣采集及其地化分析

      尾砂來源于湖南省石門縣白云鄉(xiāng)界牌村的磺廠礦部選礦廠(29°38.727′N,111°2.049′E);水樣來自礦廠一號窿二平硐口(29°38.760′N,111°2.130′E),現(xiàn)場測定pH值。采回的新鮮樣品充分混勻后,取一部分立刻進(jìn)行細(xì)菌分離,剩余的樣品經(jīng)冷凍干燥,參照孫青等的方法[9]測定元素含量。

      1.2試驗(yàn)方法

      1.2.1抗砷菌的富集、分離與純化抗砷富集培養(yǎng)基:1 L 去離子水中加入(NH)2SO4 2.0 g、乙酸鈉2.0 g、酵母提取物0.5 g 、胰蛋白胨1.0 g、葡萄糖0.2 g,pH值為7.5±0.2。培養(yǎng)基滅菌后,無菌加入NaAsO2至終濃度為10 mmol/L。制備固體培養(yǎng)基時,1 L培養(yǎng)基加入10.0 g瓊脂。取尾砂1.0 g或水樣20 mL加入100 mL抗砷富集培養(yǎng)基中,30 ℃、120 r/min搖床培養(yǎng)3 d;取1 mL富集培養(yǎng)液轉(zhuǎn)接到新的抗砷富集培養(yǎng)基中,轉(zhuǎn)接2次;將第3次轉(zhuǎn)接的富集培養(yǎng)物梯度稀釋后,涂布于抗砷富集培養(yǎng)基平板上,30 ℃培養(yǎng)3 d后劃線分離至純培養(yǎng),獲得單菌落,轉(zhuǎn)接斜面保存?zhèn)溆谩?/p>

      1.2.2抗砷菌的鑒定 參照東秀珠等的方法[10]進(jìn)行。

      1.2.3抗砷菌的抗性試驗(yàn)采用含有As的R2A培養(yǎng)基進(jìn)行抗性鑒定。將R2A培養(yǎng)基中As(Ⅲ)濃度調(diào)節(jié)為10、20、30、40、50、60 mmol/L,將As(Ⅴ)濃度調(diào)節(jié)為20、40、60、80、100、120 mmol/L;然后分別接入菌液,接種細(xì)胞密度約為 1×106個/mL,30 ℃、120 r/min條件下培養(yǎng)120 h;600 nm下測定吸光度D值,確定As(Ⅲ)的最小致死濃度和最大抗砷濃度。以大腸桿菌為對照菌株。

      1.2.4菌株氧化、還原砷能力確定采用高錳酸鉀法。原理:高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性,與As(Ⅲ)接觸時氧化As(Ⅲ),同時自身還原而褪去紅色。檢驗(yàn)方法為:取50 μL R2A培養(yǎng)液、4 μL 0.01 mol/L高錳酸鉀溶液和946 μL無菌水搖勻。空白1為不加砷、高壓滅菌的R2A培養(yǎng)基50 μL,空白2為不接種、高溫高壓滅菌的R2A培養(yǎng)基50 μL,檢測樣為含有 10 mmol/L As(Ⅲ)或As(Ⅴ)的R2A培養(yǎng)基50 μL。

      將菌種接入As(Ⅲ)濃度為10 mmol/L的R2A培養(yǎng)基,30 ℃、120 r/min下培養(yǎng)168 h。72 h和168 h各檢測1次,空白樣1中紅色不褪去,空白樣2中紅色褪去,樣品紅色不褪去或變淡,即該菌種具有砷氧化功能(圖1)。endprint

      將菌種接入As(Ⅴ)濃度為10 mmol/L的R2A培養(yǎng)基,30 ℃、120 r/min下培養(yǎng)168 h,72 h和168 h各檢測1次,空白樣1中紅色不褪去,空白樣2中紅色不褪去,樣品紅色褪去,即該菌種具有砷還原功能(圖2)。

      1.2.5菌株SM-T1的最適生長條件試驗(yàn)

      1.2.5.1pH值對SM-T1生長的影響分別將As(Ⅲ)濃度為10 mmol/L的R2A培養(yǎng)基初始pH值調(diào)為5.0、6.0、70、8.0、9.0,接種SM-T1種子液,孢子濃度控制在 1×106個/mL,30 ℃、120 r/min條件下培養(yǎng)48 h,測定D值,確定細(xì)菌在不同pH值下的生長情況。

      1.2.5.2溫度對SM-T1生長的影響將溫度分別設(shè)置為15、20、25、30、35 ℃,接種SM-T1種子液,孢子濃度 1×106個/mL,120 r/min下培養(yǎng)48 h,測定D值,確定細(xì)菌在不同溫度下的生長情況。

      1.2.5.3不同砷濃度對SM-T1生長的影響在獲得最適pH值和最適溫度條件下,將As(Ⅲ)濃度設(shè)置為0、10、20、30 mmol/L,接種SM-T1種子液,孢子濃度1×106個/mL,120 r/min 條件下培養(yǎng)72 h,每隔4 h用分光光度計(jì)測定D值1次,確定細(xì)菌在不同濃度As(Ⅲ)條件下的生長曲線。

      2結(jié)果與分析

      2.1尾砂和水樣的化學(xué)分析結(jié)果

      本研究共采集10個尾砂樣品和3個水樣,典型樣品的元素分析結(jié)果(表1)表明,尾礦SM-T-1和SM-T-6的砷含量極高,超過了質(zhì)量的30%,除Ca、Mg、Al外,2個樣品的其他金屬含量也均高于其他尾礦樣品;水樣SM-S-4的砷含量也達(dá)到了24.0%,除Ca、Mg外,主要金屬含量也均高于其他樣品。參照國標(biāo)GB 15618—1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,所有樣品砷含量均達(dá)到重度污染程度。水樣分析表明,pH值為中性,砷含量嚴(yán)重超標(biāo),達(dá)到30 mg/L以上。

      2.2抗砷菌的富集培養(yǎng)、分離、純化和鑒定

      經(jīng)過含AS(Ⅲ)濃度為10 mmol/L的抗砷培養(yǎng)基富集培養(yǎng)、相同濃度抗性平板篩選及多次劃線分離,所有樣品都分離得到了抗砷菌株,說明砷抗性菌在該環(huán)境中普遍存在。對分離獲得的13株細(xì)菌(均為好氧桿菌)進(jìn)行形態(tài)學(xué)和生理學(xué)鑒定,結(jié)合16S rDNA序列分析,初步鑒定這13株細(xì)菌為Pseudomonas otitidis和銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。典型菌株的16S rDNA序列分析結(jié)果如圖3所示。

      2.3菌株的抗砷試驗(yàn)

      由表2可見,13個菌株都有很強(qiáng)的抗砷能力:除菌株 SM-S-7 外,其他菌株對As(Ⅲ)的抗性都超過40 mmol/L,對AS(Ⅴ)的抗性超過60 mmol/L。對砷抗性最強(qiáng)的是菌株SM-T1,其對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的抗性分別達(dá)到60 mmol/L和 100 mmol/L;As(Ⅲ)的毒性雖然比As(Ⅴ)的毒性要大得多,但是13個菌株對兩者的抵抗能力差異不大,這可能是菌株對砷發(fā)生氧化還原作用所致。

      2.4抗砷菌對砷的氧化、還原作用

      用高錳酸鉀法鑒定結(jié)果表明,大部分菌株對As(Ⅴ)有還原性,As(Ⅴ)被還原為As(Ⅲ)后,As(Ⅲ)對細(xì)胞的毒性更強(qiáng),這可能也是這些菌株對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)耐受能力差別不大的原因。

      2.5菌株SM-T1最適生長條件

      3小結(jié)與討論

      通過在湖南石門璜礦采集含砷尾砂樣品和水樣,在實(shí)驗(yàn)室利用選擇性培養(yǎng)基富集培養(yǎng)和分離,獲得13株對砷有抗性的菌株;對菌株的鑒定表明,它們屬于Pseudomonas otitidis和銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。對砷的抗性試驗(yàn)表

      明,13個菌株均能在較高濃度的砷培養(yǎng)液中生存,主要通過還原砷達(dá)到對砷的高抗性作用,其中,菌株SM-T1對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的抗性分別達(dá)到了60 mmol/L和100 mmol/L。

      對典型抗性菌株SM-T1研究表明,菌株SM-T1能在pH值5.0~9.0、溫度15~35 ℃范圍內(nèi)生長,最適生長pH值為7.0~8.0、最適生長溫度為20 ℃。在砷濃度未達(dá)到致死濃度時,砷濃度對SM-T1生長影響較大,對其最終的生長狀況影響較小,細(xì)菌可以進(jìn)行正常旺盛的細(xì)胞分裂。這為進(jìn)一步利用砷抗性菌開展含砷環(huán)境的生物修復(fù)奠定了良好基礎(chǔ)。

      參考文獻(xiàn):

      [1]Cullen W R,Reimer K J. Arsenic speciation in the environment[J]. Chemical Review,1989,89(4):713-764.

      [2]Chen M,Ma L Q,Harris W G. Arsenic concentrations in florida surface soils:influence of soil type and properties[J]. Soil Sci Soc J,2002,66:632-640.

      [3]王薇,徐炎華. 水體中砷污染和治理概況[J]. 微量元素與健康研究,2005,22(5):59-61.

      [4]Gomez-Caminero A,Howe P,Hughes M,et al. Environmental health criteria 224 arsenic and arsenic compounds[R]. Geneva:World Health Organization,2001.

      [5]Turpeinen R,Pantsar-Kallio M,Hggblom M,et al. Influence of microbes on the mobilization,toxicity and biomethylation of arsenic in soil[J]. Science of the Total Environment,1999,236(1/3):173-180.

      [6]Silver S,Phung L T. Genes and enzymes involved in bacterial oxidation and reduction of inorganic arsenic[J]. Applied and Environmental Microbiology,2005,71(2):599-608.

      [7]Kashyap D R,Botero L M,F(xiàn)ranck W L,et al. Complex regulation of arsenite oxidation in Agrobacterium tumefaciens[J]. Journal of Bacteriology,2006,188(3):1081-1088.

      [8]Han F X,Su Y,Monts D L,et al. Assessment of global industrial-age anthropogenic arsenic contamination[J]. Naturwissenschaften,2003,90(9):395-401.

      [9]孫青,邢輝,何斌,等. 安徽銅陵獅子山硫化物礦山酸礦水中微生物功能群的研究[J]. 巖石礦物學(xué)雜志,2009,28(6):547-552.

      [10]東秀珠,蔡妙英. 常見細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊[M]. 北京:科學(xué)出版社,2001:370-398.endprint

      將菌種接入As(Ⅴ)濃度為10 mmol/L的R2A培養(yǎng)基,30 ℃、120 r/min下培養(yǎng)168 h,72 h和168 h各檢測1次,空白樣1中紅色不褪去,空白樣2中紅色不褪去,樣品紅色褪去,即該菌種具有砷還原功能(圖2)。

      1.2.5菌株SM-T1的最適生長條件試驗(yàn)

      1.2.5.1pH值對SM-T1生長的影響分別將As(Ⅲ)濃度為10 mmol/L的R2A培養(yǎng)基初始pH值調(diào)為5.0、6.0、70、8.0、9.0,接種SM-T1種子液,孢子濃度控制在 1×106個/mL,30 ℃、120 r/min條件下培養(yǎng)48 h,測定D值,確定細(xì)菌在不同pH值下的生長情況。

      1.2.5.2溫度對SM-T1生長的影響將溫度分別設(shè)置為15、20、25、30、35 ℃,接種SM-T1種子液,孢子濃度 1×106個/mL,120 r/min下培養(yǎng)48 h,測定D值,確定細(xì)菌在不同溫度下的生長情況。

      1.2.5.3不同砷濃度對SM-T1生長的影響在獲得最適pH值和最適溫度條件下,將As(Ⅲ)濃度設(shè)置為0、10、20、30 mmol/L,接種SM-T1種子液,孢子濃度1×106個/mL,120 r/min 條件下培養(yǎng)72 h,每隔4 h用分光光度計(jì)測定D值1次,確定細(xì)菌在不同濃度As(Ⅲ)條件下的生長曲線。

      2結(jié)果與分析

      2.1尾砂和水樣的化學(xué)分析結(jié)果

      本研究共采集10個尾砂樣品和3個水樣,典型樣品的元素分析結(jié)果(表1)表明,尾礦SM-T-1和SM-T-6的砷含量極高,超過了質(zhì)量的30%,除Ca、Mg、Al外,2個樣品的其他金屬含量也均高于其他尾礦樣品;水樣SM-S-4的砷含量也達(dá)到了24.0%,除Ca、Mg外,主要金屬含量也均高于其他樣品。參照國標(biāo)GB 15618—1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,所有樣品砷含量均達(dá)到重度污染程度。水樣分析表明,pH值為中性,砷含量嚴(yán)重超標(biāo),達(dá)到30 mg/L以上。

      2.2抗砷菌的富集培養(yǎng)、分離、純化和鑒定

      經(jīng)過含AS(Ⅲ)濃度為10 mmol/L的抗砷培養(yǎng)基富集培養(yǎng)、相同濃度抗性平板篩選及多次劃線分離,所有樣品都分離得到了抗砷菌株,說明砷抗性菌在該環(huán)境中普遍存在。對分離獲得的13株細(xì)菌(均為好氧桿菌)進(jìn)行形態(tài)學(xué)和生理學(xué)鑒定,結(jié)合16S rDNA序列分析,初步鑒定這13株細(xì)菌為Pseudomonas otitidis和銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。典型菌株的16S rDNA序列分析結(jié)果如圖3所示。

      2.3菌株的抗砷試驗(yàn)

      由表2可見,13個菌株都有很強(qiáng)的抗砷能力:除菌株 SM-S-7 外,其他菌株對As(Ⅲ)的抗性都超過40 mmol/L,對AS(Ⅴ)的抗性超過60 mmol/L。對砷抗性最強(qiáng)的是菌株SM-T1,其對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的抗性分別達(dá)到60 mmol/L和 100 mmol/L;As(Ⅲ)的毒性雖然比As(Ⅴ)的毒性要大得多,但是13個菌株對兩者的抵抗能力差異不大,這可能是菌株對砷發(fā)生氧化還原作用所致。

      2.4抗砷菌對砷的氧化、還原作用

      用高錳酸鉀法鑒定結(jié)果表明,大部分菌株對As(Ⅴ)有還原性,As(Ⅴ)被還原為As(Ⅲ)后,As(Ⅲ)對細(xì)胞的毒性更強(qiáng),這可能也是這些菌株對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)耐受能力差別不大的原因。

      2.5菌株SM-T1最適生長條件

      3小結(jié)與討論

      通過在湖南石門璜礦采集含砷尾砂樣品和水樣,在實(shí)驗(yàn)室利用選擇性培養(yǎng)基富集培養(yǎng)和分離,獲得13株對砷有抗性的菌株;對菌株的鑒定表明,它們屬于Pseudomonas otitidis和銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。對砷的抗性試驗(yàn)表

      明,13個菌株均能在較高濃度的砷培養(yǎng)液中生存,主要通過還原砷達(dá)到對砷的高抗性作用,其中,菌株SM-T1對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的抗性分別達(dá)到了60 mmol/L和100 mmol/L。

      對典型抗性菌株SM-T1研究表明,菌株SM-T1能在pH值5.0~9.0、溫度15~35 ℃范圍內(nèi)生長,最適生長pH值為7.0~8.0、最適生長溫度為20 ℃。在砷濃度未達(dá)到致死濃度時,砷濃度對SM-T1生長影響較大,對其最終的生長狀況影響較小,細(xì)菌可以進(jìn)行正常旺盛的細(xì)胞分裂。這為進(jìn)一步利用砷抗性菌開展含砷環(huán)境的生物修復(fù)奠定了良好基礎(chǔ)。

      參考文獻(xiàn):

      [1]Cullen W R,Reimer K J. Arsenic speciation in the environment[J]. Chemical Review,1989,89(4):713-764.

      [2]Chen M,Ma L Q,Harris W G. Arsenic concentrations in florida surface soils:influence of soil type and properties[J]. Soil Sci Soc J,2002,66:632-640.

      [3]王薇,徐炎華. 水體中砷污染和治理概況[J]. 微量元素與健康研究,2005,22(5):59-61.

      [4]Gomez-Caminero A,Howe P,Hughes M,et al. Environmental health criteria 224 arsenic and arsenic compounds[R]. Geneva:World Health Organization,2001.

      [5]Turpeinen R,Pantsar-Kallio M,Hggblom M,et al. Influence of microbes on the mobilization,toxicity and biomethylation of arsenic in soil[J]. Science of the Total Environment,1999,236(1/3):173-180.

      [6]Silver S,Phung L T. Genes and enzymes involved in bacterial oxidation and reduction of inorganic arsenic[J]. Applied and Environmental Microbiology,2005,71(2):599-608.

      [7]Kashyap D R,Botero L M,F(xiàn)ranck W L,et al. Complex regulation of arsenite oxidation in Agrobacterium tumefaciens[J]. Journal of Bacteriology,2006,188(3):1081-1088.

      [8]Han F X,Su Y,Monts D L,et al. Assessment of global industrial-age anthropogenic arsenic contamination[J]. Naturwissenschaften,2003,90(9):395-401.

      [9]孫青,邢輝,何斌,等. 安徽銅陵獅子山硫化物礦山酸礦水中微生物功能群的研究[J]. 巖石礦物學(xué)雜志,2009,28(6):547-552.

      [10]東秀珠,蔡妙英. 常見細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊[M]. 北京:科學(xué)出版社,2001:370-398.endprint

      將菌種接入As(Ⅴ)濃度為10 mmol/L的R2A培養(yǎng)基,30 ℃、120 r/min下培養(yǎng)168 h,72 h和168 h各檢測1次,空白樣1中紅色不褪去,空白樣2中紅色不褪去,樣品紅色褪去,即該菌種具有砷還原功能(圖2)。

      1.2.5菌株SM-T1的最適生長條件試驗(yàn)

      1.2.5.1pH值對SM-T1生長的影響分別將As(Ⅲ)濃度為10 mmol/L的R2A培養(yǎng)基初始pH值調(diào)為5.0、6.0、70、8.0、9.0,接種SM-T1種子液,孢子濃度控制在 1×106個/mL,30 ℃、120 r/min條件下培養(yǎng)48 h,測定D值,確定細(xì)菌在不同pH值下的生長情況。

      1.2.5.2溫度對SM-T1生長的影響將溫度分別設(shè)置為15、20、25、30、35 ℃,接種SM-T1種子液,孢子濃度 1×106個/mL,120 r/min下培養(yǎng)48 h,測定D值,確定細(xì)菌在不同溫度下的生長情況。

      1.2.5.3不同砷濃度對SM-T1生長的影響在獲得最適pH值和最適溫度條件下,將As(Ⅲ)濃度設(shè)置為0、10、20、30 mmol/L,接種SM-T1種子液,孢子濃度1×106個/mL,120 r/min 條件下培養(yǎng)72 h,每隔4 h用分光光度計(jì)測定D值1次,確定細(xì)菌在不同濃度As(Ⅲ)條件下的生長曲線。

      2結(jié)果與分析

      2.1尾砂和水樣的化學(xué)分析結(jié)果

      本研究共采集10個尾砂樣品和3個水樣,典型樣品的元素分析結(jié)果(表1)表明,尾礦SM-T-1和SM-T-6的砷含量極高,超過了質(zhì)量的30%,除Ca、Mg、Al外,2個樣品的其他金屬含量也均高于其他尾礦樣品;水樣SM-S-4的砷含量也達(dá)到了24.0%,除Ca、Mg外,主要金屬含量也均高于其他樣品。參照國標(biāo)GB 15618—1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,所有樣品砷含量均達(dá)到重度污染程度。水樣分析表明,pH值為中性,砷含量嚴(yán)重超標(biāo),達(dá)到30 mg/L以上。

      2.2抗砷菌的富集培養(yǎng)、分離、純化和鑒定

      經(jīng)過含AS(Ⅲ)濃度為10 mmol/L的抗砷培養(yǎng)基富集培養(yǎng)、相同濃度抗性平板篩選及多次劃線分離,所有樣品都分離得到了抗砷菌株,說明砷抗性菌在該環(huán)境中普遍存在。對分離獲得的13株細(xì)菌(均為好氧桿菌)進(jìn)行形態(tài)學(xué)和生理學(xué)鑒定,結(jié)合16S rDNA序列分析,初步鑒定這13株細(xì)菌為Pseudomonas otitidis和銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。典型菌株的16S rDNA序列分析結(jié)果如圖3所示。

      2.3菌株的抗砷試驗(yàn)

      由表2可見,13個菌株都有很強(qiáng)的抗砷能力:除菌株 SM-S-7 外,其他菌株對As(Ⅲ)的抗性都超過40 mmol/L,對AS(Ⅴ)的抗性超過60 mmol/L。對砷抗性最強(qiáng)的是菌株SM-T1,其對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的抗性分別達(dá)到60 mmol/L和 100 mmol/L;As(Ⅲ)的毒性雖然比As(Ⅴ)的毒性要大得多,但是13個菌株對兩者的抵抗能力差異不大,這可能是菌株對砷發(fā)生氧化還原作用所致。

      2.4抗砷菌對砷的氧化、還原作用

      用高錳酸鉀法鑒定結(jié)果表明,大部分菌株對As(Ⅴ)有還原性,As(Ⅴ)被還原為As(Ⅲ)后,As(Ⅲ)對細(xì)胞的毒性更強(qiáng),這可能也是這些菌株對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)耐受能力差別不大的原因。

      2.5菌株SM-T1最適生長條件

      3小結(jié)與討論

      通過在湖南石門璜礦采集含砷尾砂樣品和水樣,在實(shí)驗(yàn)室利用選擇性培養(yǎng)基富集培養(yǎng)和分離,獲得13株對砷有抗性的菌株;對菌株的鑒定表明,它們屬于Pseudomonas otitidis和銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。對砷的抗性試驗(yàn)表

      明,13個菌株均能在較高濃度的砷培養(yǎng)液中生存,主要通過還原砷達(dá)到對砷的高抗性作用,其中,菌株SM-T1對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的抗性分別達(dá)到了60 mmol/L和100 mmol/L。

      對典型抗性菌株SM-T1研究表明,菌株SM-T1能在pH值5.0~9.0、溫度15~35 ℃范圍內(nèi)生長,最適生長pH值為7.0~8.0、最適生長溫度為20 ℃。在砷濃度未達(dá)到致死濃度時,砷濃度對SM-T1生長影響較大,對其最終的生長狀況影響較小,細(xì)菌可以進(jìn)行正常旺盛的細(xì)胞分裂。這為進(jìn)一步利用砷抗性菌開展含砷環(huán)境的生物修復(fù)奠定了良好基礎(chǔ)。

      參考文獻(xiàn):

      [1]Cullen W R,Reimer K J. Arsenic speciation in the environment[J]. Chemical Review,1989,89(4):713-764.

      [2]Chen M,Ma L Q,Harris W G. Arsenic concentrations in florida surface soils:influence of soil type and properties[J]. Soil Sci Soc J,2002,66:632-640.

      [3]王薇,徐炎華. 水體中砷污染和治理概況[J]. 微量元素與健康研究,2005,22(5):59-61.

      [4]Gomez-Caminero A,Howe P,Hughes M,et al. Environmental health criteria 224 arsenic and arsenic compounds[R]. Geneva:World Health Organization,2001.

      [5]Turpeinen R,Pantsar-Kallio M,Hggblom M,et al. Influence of microbes on the mobilization,toxicity and biomethylation of arsenic in soil[J]. Science of the Total Environment,1999,236(1/3):173-180.

      [6]Silver S,Phung L T. Genes and enzymes involved in bacterial oxidation and reduction of inorganic arsenic[J]. Applied and Environmental Microbiology,2005,71(2):599-608.

      [7]Kashyap D R,Botero L M,F(xiàn)ranck W L,et al. Complex regulation of arsenite oxidation in Agrobacterium tumefaciens[J]. Journal of Bacteriology,2006,188(3):1081-1088.

      [8]Han F X,Su Y,Monts D L,et al. Assessment of global industrial-age anthropogenic arsenic contamination[J]. Naturwissenschaften,2003,90(9):395-401.

      [9]孫青,邢輝,何斌,等. 安徽銅陵獅子山硫化物礦山酸礦水中微生物功能群的研究[J]. 巖石礦物學(xué)雜志,2009,28(6):547-552.

      [10]東秀珠,蔡妙英. 常見細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊[M]. 北京:科學(xué)出版社,2001:370-398.endprint

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