卡伍爾鏈霉菌TJ430和熒光假單胞菌P32的鎘吸附機理及對水稻鎘積累特性影響.pdf

1、重金屬污染是威脅人類食品安全的重要因素，其中稻田Cd污染成為近幾年的突出問題。稻田Cd污染的治理有物理、化學(xué)、生物三種方法，其中生物方法因其低成本、高效率、無二次污染等方面的優(yōu)勢，成為當(dāng)今熱門的重金屬污染治理方法之一。研究耐Cd微生物及其對水稻根際環(huán)境的影響，可為Cd污染稻田水稻Cd積累的降低提供理論依據(jù)。本研究以Cd高積累品種T優(yōu)705為試驗材料，對卡伍爾鏈霉菌TJ430和熒光假單胞菌P32在不同濃度Cd脅迫條件下的Cd吸附特性及其對

2、水稻的Cd積累特性的影響進行了研究。主要結(jié)果如下:
　　1、卡伍爾鏈霉菌TJ430和熒光假單胞菌P32對Cd均有較強的抗性，Cd對TJ430和P32的最小抑制濃度分別為80mg·L-1和150 mg·L-1。由菌株在Cd脅迫下的生長曲線，可以看出，與菌株TJ430和P32在自然生長情況下相比，隨Cd脅迫濃度的增加，菌株受到了不同程度的毒害。當(dāng)Cd離子濃度為5mg·L-1時，TJ430對鎘的去除率達到94.6％，單位菌體的鎘吸附量為

3、1.65 mg·g-1，隨濃度升高，去除率降低，而P32的去除率隨濃度變化不大。確定TJ430和P32吸附鎘的最適pH分別為5.0和6.0，同時二者的接種量為3％、滲透壓為0.6％為最佳吸附條件。
　　2、卡伍爾鏈霉菌T J430和熒光假單胞菌P32的活性菌體對鎘的吸附動力學(xué)試驗表明，前60min為快速吸附階段，隨時間延長吸附逐漸緩慢，最后趨于平衡。T J430在400min左右時吸附達到平衡，平衡吸附量為15.59 mg·g-1

4、; P32在690min左右達到平衡，平衡吸附量為20.03 mg·g-1。TJ430和P32準(zhǔn)一級動力學(xué)模擬相關(guān)系數(shù)R2分別為0.986和0.912，準(zhǔn)二級動力學(xué)R2分別值為0.999和0.998，準(zhǔn)二級動力學(xué)擬合程度高，表明菌體對鎘的吸附并非單純的表面吸附，而是以化學(xué)機制的吸附為主。分析鎘脅迫后菌體表面的官能團情況發(fā)現(xiàn)，在菌體T J430和P32吸附Cd的過程中，官能團-N-H-、-OH、C=O、-C-O-、-P-O-C-、-C-H

5、-、-CH3有振動，其中-OH、C=O、-C-O-的峰值變化最為明顯，表明這些官能團在菌體鎘吸附過程起重要作用。
　　3、盆栽試驗表明，添加菌種和肥料處理能顯著提高分蘗期水稻葉綠素含量，處理間無顯著差異;加菌處理和加菌加肥處理對水稻Cd含量有降低效果，其中向土壤中分別添加鏈霉菌TJ430和熒光假單胞菌P32后，根部鎘含量與對照相比均降低約0.6 mg·kg-1，同時添加有機肥后分別降低了1.32 mg·kg-1和1.21 mg·k

6、g-1。各項處理均能提高分蘗期水稻根部及葉片的POD和SOD活性，其中只接種P32及同時添加肥料和P32的處理作用較為顯著，從而有效清除水稻體內(nèi)的活性氧，降低自由基的毒害作用。只添加肥料的處理以及同時添加TJ430和肥料的互作效應(yīng)能顯著降低土壤有效態(tài)Cd含量，后者使土壤有效態(tài)Cd的含量降低了18.46％，達到顯著水平。
　　4、采用磷脂脂肪酸高通量測序技術(shù)，探討了供試菌株在水稻根際的定植情況。根據(jù)試驗結(jié)果，從屬水平上對微生物群落的