抗锌细菌ZS2的分离鉴定及抗金属特性研究

生物技术通报 ›› 2016, Vol. 32 ›› Issue (12): 137-142.

抗锌细菌ZS2的分离鉴定及抗金属特性研究

瞿佳¹,赵玲侠¹,沈讷敏²,孙晓宇¹,陈锐¹,路鹏鹏¹,乔雪丽³,沈卫荣¹

1. 陕西省微生物研究所微生物资源中心，西安 710043；
2. 西安市疾病预防控制中心，西安 710043；
3. 西安工程大学环境与化学工程学院，西安 710048

收稿日期:2016-03-29 出版日期:2016-12-25 发布日期:2016-12-07
作者简介:瞿佳，女，硕士，研究实习员，研究方向：资源环境微生物的研究与应用；E-mail：q_jia@163.com
基金资助:
陕西省科学院青年人才培养专项（2014K-34）

Isolation，Identification and Heavy Metal-resistance Characteristics of a Zn-resistant Bacterium，Pseudochrobactrum sp. ZS2

QU jia¹,ZHAO Ling-xia¹,SHEN Ne-min²,SUN Xiao-yu¹,CHEN Rui¹,LU Peng-peng¹,QIAO Xue-li³,SHEN Wei-rong¹

1. Microbial Resource Center，Microbiology Insititute of Shaanxi，Xi’an 710043；
2. Xi’an Center for Disease Control and Prevention，Xi’an 710043；
3. College of Environmental & Chemistry Engineering，Xi’an Polytechnic University，Xi’an 710048

Received:2016-03-29 Published:2016-12-25 Online:2016-12-07

摘要/Abstract

摘要： 筛选可有效降解矿区土壤重金属的抗性细菌，在土壤环境的生物修复中应用前景广阔。从陕西商洛铅锌矿重金属污染土壤中筛选获得一株对重金属锌有高抗性的菌株，命名为ZS2。通过形态特征、生理生化特性及16S rRNA序列分析，初步鉴定该菌为不解糖假苍白杆菌（Pseudochrobactrum asaccharolyticum）。研究其抗重金属及重金属吸附特性，结果表明：ZS2对Zn2+具有较高抗性，最大耐受浓度20 mmol/L，且对多种重金属（Pb2+、Cu2+、Cr6+和Cd2+）也具有耐受性；对低浓度Zn2+去除效果最佳，Zn2+浓度为2.0 mmol/L时吸附率高达55.25%；同时对高浓度Zn2+仍具有去除作用。不解糖假苍白杆菌ZS2是鲜有的抗重金属假苍白杆菌属细菌，具有优良的修复土壤重金属污染应用价值。

关键词: 抗锌细菌, 重金属抗性, 分离鉴定, 生物吸附

Abstract: Screening of resistant bacterium is beneficial to degradation of heavy metal and bioremediation of soil. A zinc-resistant strain，named ZS2，was isolated from metal-polluted soil in a lead-zinc mining area in Shangluo，Shaanxi province and identified as Pseudochrobactrum asaccharolyticum based on the analysis of its physical and biochemical characteristics and its 16S rRNA gene sequence. Studying the resistance of heavy metals and Zn2+adsorption，the results showed that ZS2 has high Zinc-resistance and maximum tolerable is 20 mmol/L. The ZS2 also could grow in a variety of single and combined heavy metals（Pb2+、Cu2+、Cr6+、Cd2+）and have obvious removal effects of low Zn2+ concentration. When the concentrations of zinc was 2.0 mmol/L，the removal efficiency could reach 55.25%. The results indicated that ZS2 is a rare strain with heavy metal resistance from Pseudochrobactrum genus and have excellent application value to remediate heavy metal contaminated soil.

Key words: zinc-resistant bacterium, heavy metals-resistance, identification, biosorption

中图分类号:

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.12.022

瞿佳,赵玲侠,沈讷敏,孙晓宇,陈锐,路鹏鹏,乔雪丽,沈卫荣. 抗锌细菌ZS2的分离鉴定及抗金属特性研究[J]. 生物技术通报, 2016, 32(12): 137-142.

QU jia,ZHAO Ling-xia,SHEN Ne-min,SUN Xiao-yu,CHEN Rui,LU Peng-peng,QIAO Xue-li,SHEN Wei-rong. Isolation，Identification and Heavy Metal-resistance Characteristics of a Zn-resistant Bacterium，Pseudochrobactrum sp. ZS2[J]. Biotechnology Bulletin, 2016, 32(12): 137-142.

参考文献

[1] 郭世鸿, 侯晓龙, 邱海源, 等. 基于形态学分析铅锌矿不同功能区土壤重金属元素的分布特征及污染评价[J] . 地质通报, 2015, 34（11）：2047-2053.
[2] 陈怀满. 土壤中化学物质的行为与环境质量[M] . 北京：北京大学出版社, 2002.
[3] Klimek B. Effect of long-term zinc pollution on soil microbial community resistance to repeated contamination[J] . Bull Envrion Contam Toxicol, 2012, 88（4）：617-622.
[4] Yang X, Lv YJ, Huang KL, et al. Zinc inhibits aflatoxin B1-induced cytotoxiciity and genotoxicity in human hepatocytes（HepG2 cells）[J] . Food and Chemical Toxicology, 2016, 92：17-25.
[5] 陈朋利, 何作顺. 铅与锌作用的研究[J] . 微量元素与健康研究, 2012, 29（1）：67-69.
[6] 皮江, 叶红艳, 杨启荣, 等. 锌对免疫、生殖与神经系统的影响[J] . 科技创新导报, 2010, 16：252-253.
[7] 陈玉真, 王峰, 王果, 等. 土壤锌污染及其修复技术研究进展[J] . 福建农业学报, 2012, 27（8）：901-908.
[8] 杨卓, 李术娜, 李博文, 等. 接种微生物对土壤中Cd、Pb、Zn生物有效性的影响[J] . 土壤学报, 2009, 46（4）：670-675.
[9] Carlos G, Itzia A. Phytoextraction：a cost-effective plant based technology for the removal of metals from the environment[J] . Bioresource Technology, 2001, 77（3）：229-236.
[10] Gavrilescu M. Removal of heavy metals from the environment by biosorption[J] . Engineering in Life Sciences, 2004, 3：219-232.
[11] 吴方猛, 何怀东, 颜君岚, 等. 细菌菌株MS1的铅锌抗性和吸附性能研究[J] . 华南师范大学学报, 2012, 44（3）：116-119.
[12] 金忠民, 沙伟, 刘丽杰, 等. 铅镉抗性菌株JB11强化植物对污染土壤中铅镉的吸收[J] . 生态学报, 2014, 34（11）：2900-2906.
[13] 金忠民, 郝宇, 刘丽杰, 等. 一株铅镉抗性菌株的分离鉴定及其生物学特征[J] . 环境工程学报, 2015, 9（7）：3551-3557.
[14] RE布坎南, NE吉本斯. 伯杰细菌鉴定手册[M] . 第8版. 北京：科学出版社, 1984.
[15] 东秀珠, 蔡妙英. 常见细菌系统鉴定手册[M] . 北京：科学出版社, 2001.
[16] 朱海针, 龙凯, 梁永红. Biolog技术监测淡豆豉发酵炮制过程中微生物种类动态变化[M] . 中国实验方剂学杂志, 2015, 21（17）：14-17.
[17] Athanasia G, Tekerlekopoulou, Maria T, et al. Modelling of bioogical Cr removal in draw-fill reactor using microorganisms in suspended and attacted growth system[J] . Water Research, 2013, 47（2）：623-636.
[18] 张汉波, 郑月, 曾凡, 等. 几株细菌的重金属抗性水平和吸附量[M] . 微生物学通报, 2005, 32（3）：24-29.
[19] 滕应, 黄昌勇. 重金属污染土壤的微生物生态效应及修复研究进展[J] . 土壤与环境, 2002, 11（1）：85-89.
[20] 赵李宁. 污染土壤生态修复技术研究[J] . 资源节约与环保, 2015, 4：149-150.
[21] Van KN, Lee JU. Catalytic effect of activated charcoal on microbial extraction of arsenic and heavy metals from mine tailings[J] . Geosciences Journal, 2014, 18（3）：355-363.
[22] Francis AJ, Dodge CJ. Anaerobic microbial dissolution of transition and heavy metal oxides[J] . Applied and Environmental Microbiology, 1988, 54（4）：1009-1014.
[23] 王秀丽, 徐建民, 姚槐应, 等. 重金属铜、锌、铅复合污染对土壤环境微生物群落的影响[J] . 环境科学学报, 2003, 3（1）：22-27.
[24] 金羽, 曲娟娟, 李影, 等. 一株耐铅细菌的分离鉴定及其吸附特性研究[J] . 环境科学学报, 2013, 33（8）：2248-2255.
[25] 郭照辉, 单世平, 张德元, 等. 1株高耐镉菌株的分离与鉴定及16S rDNA序列分析. 湖南农业大学学报：自然科学版, 2014, 40（2）：207-210.
[26] 廖佳, 冯冲凌, 李科林, 等. 耐性真菌HA吸附铅、锌的影响因素及吸附机理研究, 2015, 42（2）：254-263.
[27] 王海鸥, 钟广蓉, 王立曼, 等. 一株耐铜细菌的鉴定及富集特性的研究. 环境工程学报, 2011, 5（10）：2380-2384.
[28] 李樊, 刘义, 孙伟峰, 等. 利用微生物治理重金属污染的几种途径[J] . 生物技术通报, 2010, 9：48-51.
[29] 王建龙, 韩英健, 钱易. 微生物吸附金属离子的研究进展[J] . 微生物学通报, 2000, 27（6）：449-452.
[30] 王慧萍, 谢学辉, 柳建设. 抗锌细菌 Sphingomonas sp. DX-T3-03分离、鉴定及性质[J] . 微生物学通报, 2010, 37（10）：1495-1500.
[31] 樊霆, 张颖慧, 李定心, 等. 一株耐锌真菌CTB430-1分离鉴定及其富集特性[J] . 激光生物学报, 2013, 22（5）：453-458.
[32] 李进, 冯冲凌, 李科林, 等. 抗铅锌功能菌生长菌株和干菌体吸附Pb2+、Zn2+性能优化及机理分析[J] . 微生物学通报, 2015, 42（7）：1224-1233.
[33] Peter K, Holger S, Birgit H, et al. Description of Pseudochrobactrum kiredjianiase sp. nov[J] . International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2007, 57（4）：755-760.
[34] Long D, Tang X, Cai K, et al. Cr（VI）reduction by a potent novel alkaliphilichalotolerant strain Pseudochrobactrum saccharolyticum LY10[J] . J Hazard Matre, 2013, 256-257：24-32.
[35] Mergeay M, Nies D, Schlegel HG, et al. Alcaligenes eutrophus CH34 is a facultative chemolithotroph with plasmid-bound resistance to heavy metals[J] . J Bacteriol, 1985, 162（1）：328-362.