季铵盐诱导超累积植物内生菌对重金属修复实验研究

论文摘要

进入21世纪以来,含有重金属废水大量进入生态环境中,造成了环境中重金属浓度超标,由于其对生态系统和人类的健康危害很大,而备受人们关注。重金属废水的修复方法主要有物理法、化学法和生物法。由于物理法、化学法具有成本高,不易被分离等缺点,而生物修复重金属具有处理成本低、二次污染危害小、耐受性高、修复效率高等优点,因此,其成为一种新兴的处理技术。生物修复重金属已经取得了较好的成果,但是由于医院、洗衣厂等排放的表面活性剂会影响到微生物的生存,进而影响其修复重金属的能力。本课题主要研究季铵盐诱导超累积植物内生菌修复重金属的影响,通过实验得出以下结论:1、从超累积植物龙葵茎部提取出来的内生菌LSE01和LSE02,生理生化鉴定表明两种植物内生菌可以分泌过氧化氢酶,并且16S rDNA的鉴定表明两者属于芽孢杆菌（Bacillus bacteria）。2、探究低浓度和高浓度重金属对两种内生菌和do-E.coli生长的影响,可以发现菌种在低浓度重金属存在下,其生物量大于同时刻未接种重金属的生物量,表现出了毒物兴奋效应;高浓度重金属对三种菌种都有抑制作用,影响到了它们的生长。3、三种菌种对重金属的抗性和吸附,经过QACs诱导后的效果要优于诱导前;经季铵盐C12、C14半抑制浓度诱导之后,菌株LSE01对重金属镉的最小抑制浓度,从140 mg/L增加到了160 mg/L;菌种LSE02和do-E.coli对重金属镉的抗性,经过季铵盐C12、C14半抑制浓度诱导之后,从120 mg/L都增加到了140mg/L。4、三种菌种在修复低浓度重金属镉时,其去除效率表现出了先增大后减小的趋势,可能由于对重金属的去除前期,胞内机制起主要作用;因后期细胞裂解死亡,一部分重金属被重新释放到环境中,因此导致了重金属浓度的增加。但是在季铵盐存在条件下,两种植物内生菌后期没有出现重金属浓度增大的情况,这由于季铵盐或者是降解后的季铵盐残链镶嵌到细胞膜表面,与裂解的细胞形成一个团体对重金属具有更强的吸附作用。5、菌种LSE01对重金属镉吸附前后的红外光谱可知,细胞表面的氨基、羧基、羟基等基团对菌种修复重金属起到了一定的作用。另外,比较有无季铵盐存在下,菌种LSE01修复重金属时,12 h后菌种红外光谱图可知,羧基基团峰位置变化最为明显。6、在降解QACs方面,菌种do-E.coli优于植物内生菌。研究菌种do-E.coli同时降解C12、C14两种QACs时,发现此菌株优先降解分子量较小的季铵盐。本文在提高植物内生菌对重金属修复能力的基础上,加强了对QACs的抗性和降解QACs的能力,对解决废水中重金属与QACs复合污染问题,以及推动微生物修复技术的实际应用具有重大意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 重金属污染来源及其危害
•     1.1.1 重金属的来源
•     1.1.2 重金属的危害
•   1.2 重金属的传统修复技术
•     1.2.1 物理方法
•     1.2.2 化学法
•     1.2.3 生物法
•   1.3 植物内生菌在修复重金属方面的国内外研究
•   1.4 季铵盐分类、污染来源及其危害
•     1.4.1 季铵盐的分类
•     1.4.2 季铵盐的来源
•     1.4.3 季铵盐对环境的危害
•   1.5 微生物降解季铵盐
•   1.6 本实验菌种的来源
•     1.6.1 植物内生菌的来源
•     1.6.2 do-E.coli菌种的来源
•   1.7 本实验研究意义
•   1.8 实验技术路线
• 第二章 植物内生菌的鉴别及生理生化特征
•   2.1 前言
•   2.2 实验材料
•     2.2.1 实验培养基
•     2.2.2 实验仪器
•     2.2.3 实验试剂
•   2.3 实验方法
•     2.3.1 植物内生菌的鉴定
•     2.3.2 植物内生菌的形态及生理特征
•   2.4 实验结果
•     2.4.1 植物内生菌的鉴定
•     2.4.2 植物内生菌的形态及生理化特征
•   2.5 小结
• 第三章 超累积植物内生菌和do-E.coli对重金属去除实验研究
•   3.1 前言
•   3.2 实验材料
•     3.2.1 菌种来源
•     3.2.2 实验试剂
•     3.2.3 实验仪器
•   3.3 实验方法
•     3.3.1 分析技术方法
•     3.3.2 菌种对数期的确定
•     3.3.3 重金属镉、铜对菌种生长曲线的影响
•     3.3.4 MIC和 IC50 的确定
•     3.3.5 菌种的制备
•     3.3.6 菌种对重金属镉、铜的抗性和去除
•     3.3.7 在有无季铵盐条件下菌种对重金属镉、铜的生物修复
•     3.3.8 菌种对季铵盐和重金属的同时修复
•     3.3.9 菌种LSE01 修复重金属的机理探究
•   3.4 结果与讨论
•     3.4.1 菌种对数期的确定
•     3.4.2 重金属镉、铜对菌种生长曲线的影响
•     3.4.3 半抑制浓度IC50的确定
•     3.4.4 菌种对重金属的抗性和去除
•     3.4.5 有无季铵盐存在的条件下菌种对重金属的去除
•     3.4.6 菌种对季铵盐和重金属同时修复的实验研究
•     3.4.7 菌种LSE01 修复重金属的机理探究
•   3.5 小结
• 第四章 菌种对季铵盐降解的实验研究
•   4.1 前言
•   4.2 实验材料
•     4.2.1 实验试剂
•     4.2.2 实验仪器
•   4.3 实验方法
•     4.3.1 分析技术方法
•     4.3.2 菌种对季铵盐抗性的研究
•     4.3.3 季铵盐对菌种生长曲线的影响
•     4.3.4 季铵盐的生物修复
•   4.4 结果与讨论
•     4.4.1 菌种对季铵盐抗性的研究
•     4.4.2 不同浓度季铵盐对菌种生长曲线的影响
•     4.4.3 菌种do-E.coli对季铵盐的生物修复
•   4.5 小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王喜召

导师: 汪月华,肖潇

关键词: 植物内生菌,重金属,季铵盐,半抑制浓度,诱导

来源: 南昌航空大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 南昌航空大学

分类号: X703;X17

总页数: 65

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