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《江南大学》 2018年
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高产铁载体根际促生菌的筛选及其在土壤修复方面的潜在应用

李韵雅  
【摘要】:微生物强化植物土壤修复是重金属污染土壤治理的新兴方法,在此过程中微生物可以通过铁载体、HCN(氰化氢)、IAA(吲哚-3-乙酸,植物生长素)等分泌物,诱导系统抗性和防治病原菌等途径帮助植物在污染土壤中存活和转移重金属。铁载体在重金属污染土壤的植物修复过程中除了促进植物生长外,还在活化土壤中的金属、降低重金属毒性等方面起到重要作用。论文研究了可用于土壤修复的芽孢杆菌的筛选,优化了芽孢杆菌产铁载体培养基与条件,对其所产铁载体进行了分离纯化,并探讨了其在重金属污染土壤修复中的作用,具有一定的理论意义和潜在的应用价值。论文主要研究成果如下:1)从实验室保存的苏铁根际芽孢杆菌出发,根据产铁载体、促生、以及对金属离子Ni~(2+)和Pb~(2+)的耐受能力,分离得到了一株性能良好的促生菌,经形态、生理生化分析和分子鉴定,确定其为特基拉芽孢杆菌,命名为Bacillus tequilensis CD36(B.tequilensis CD36)。2)通过单因素实验对B.tequilensis CD36产铁载体的培养基和培养条件进行了优化,确定其产铁载体的最佳发酵条件为改良的MSA培养基(g·L~(-1)):蔗糖15.0,谷氨酰胺1.8,K_2HPO_4 1.0和MgSO_4·7H_2O 0.5,pH 7.2,培养温度为26℃。此时,B.tequilensis CD36所产铁载体2,3-DHBA的当量浓度为1.17 mmol·L~(-1),是未优化前的2.6倍。采用LC-MS对培养物上清液进行了分析,从中找出了铁载体Bacillibactin和它的三种水解物。并通过两种方法纯化出其单体DHB-Gly-Thr。本论文中第一次使用了Fe(III)-IMAC法纯化出儿茶酚型铁载体,为儿茶酚型铁载体的分离纯化提供了新方法。3)实验得出B.tequilensis CD36产生的铁载体与实验金属离子的螯合能力顺序为:Fe~(3+)Pb~(2+)Ni~(2+)Al~(3+)Fe~(2+)Mn~(2+)Hg~(2+)。探究铁载体螯合多种金属离子的能力有利于进一步了解铁载体的结构与功能,开发铁载体新的应用领域。4)在芒草种子萌发实验中,证实了铁载体在促生菌缓解重金属Ni~(2+)和Pb~(2+)胁迫过程中起到非常重要的作用。当铁载体浓度为0.8-1.2 mmol·L~(-1)时,铁载体能起到与促生菌B.tequilensis CD36类似的缓解环境中Ni~(2+)和Pb~(2+)胁迫的作用,降低重金属Ni~(2+)、Pb~(2+)对植物种子的毒害性。B.tequilensis CD36具有良好的促生能力,它分泌的铁载体可以缓解Ni~(2+)、Pb~(2+)对芒草种子的胁迫与毒害作用,故B.tequilensis CD36在金属污染土壤的植物修复方面具有潜在的应用价值。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X53;X172

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