胞外聚合物(EPS)浓度对细菌在饱和砂柱中迁移的影响

论文摘要

[目的]细菌能够通过分泌胞外聚合物（EPS）改变自身的表面特性和土壤孔隙尺度的水分状况,以应对复杂多变的土壤环境。在这一过程中,细菌在土壤中的迁移特性也发生了改变。然而,EPS对细菌在饱和多孔介质中迁移特征的影响（促进、抑制或无显著影响）尚未得到一致结论。土壤中EPS与细菌的互作过程与细菌菌种、EPS种类和浓度以及环境理化特征等密切相关。本研究从生物物理和生物化学角度出发,研究不同浓度溶解型EPS对细菌吸附特性的改变,进而探究EPS对细菌在饱和多孔介质中迁移特性的影响和作用机制。[方法]为了简化细菌-多孔介质互作过程,本研究选用石英砂作为穿透实验的多孔介质,大肠杆菌作为模式菌株,设置四种不同浓度的背景溶液（EPS浓度分别为:0、50、200、1000mg L～（-1））和两种不同的淋洗方式（EPS溶液淋洗和生理盐水淋洗）。测定细菌亲疏水性、表面带电性、表面张力相关参数、细菌表面EPS密度和厚度,通过XDLVO理论计算细菌与石英砂、细菌与细菌之间的作用力。[结果]EPS促进了大肠杆菌在饱和石英砂柱中的迁移,且促进程度依次为:20 mg L～（-1）>1000 mg L～（-1）>50mg L～（-1）。在穿透实验中,采用EPS淋洗比生理盐水淋洗更有利于细菌的解吸。EPS改变了细菌表面的负电荷、疏水性、表面张力和空间位阻,且改变程度与EPS浓度正相关。[结论]（1） EPS增强了细菌与石英砂表面的静电作用力、疏水作用力和空间位阻作用力,减弱了范德华力,因此促进了大肠杆菌的迁移。（2）EPS浓度在一定范围内才能发挥对细菌迁移的促进作用。当EPS浓度过高（1000 mg L～（-1））时,促进了细菌之间的团聚,阻塞了石英砂孔隙,显著增强了石英砂柱的截滤作用,因而限制了细菌的迁移。在本实验测试的EPS浓度范围内,200 mg L～（-1）的EPS对细菌在饱和石英砂多孔介质中运移过程的促进作用最强。

论文目录

文章来源

类型: 国内会议

作者: 杜梦雅,魏健,舒上毅,王钢

关键词: 胞外聚合物,细菌迁移,理论,饱和穿透试验

来源: 2019年中国土壤学会土壤环境专业委员会、土壤化学专业委员会联合学术研讨会 2019-07-21

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

单位: 中国农业大学

分类号: S154.381

页码: 40

总页数: 1

文件大小: 42k

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标签：胞外聚合物论文;  细菌迁移论文;  理论论文;  饱和穿透试验论文;