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水稻根内生菌Bacillus sp. RE35耐受及累积吸附Cd的机制研究

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科学通报 2024年

作者：王博黄琴石美侠史高玲卢信陈未高岩江苏大学环境与安全工程学院南京农业大学资源与环境科学学院农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室江苏省农业科学院农业资源与环境研究所

水稻对镉(Cd)的高富集能力会引发人体健康风险.利用内生菌降低水稻根系Cd移动性的研究已被广泛关注,但具有高Cd耐受性的水稻内生菌资源尚待发掘,其对不同浓度Cd的耐受和累积吸附机制也有待深入研究.本研究基于前期筛选出的高Cd耐受性水稻根内生菌Bacillus sp. RE35,通过液体培养实验研究其对Cd的耐受和累积吸附机制.结果表明,菌株RE35对Cd的最大耐受浓度可达600 mg/L,最大吸附容量为28.49 mg/g,对1和5 mg/L Cd2+的去除率可达88.4%和80.4%.当Cd浓度低于20 mg/L时,菌株RE35对Cd2+的去除以胞内累积为主,随着Cd浓度升高,菌株三磷酸腺苷酶活性显著增强,透射电子显微镜和X射线能谱结果显示Cd均匀地分布于菌株细胞内.当Cd浓度高于20 mg/L时,胞外吸附对Cd2+的去除具有重要作用,其分泌的胞外聚合物中蛋白质组分增加. X射线光电子能谱和傅里叶变换红外吸收光谱结果显示,菌株胞外蛋白质的氨基和酰胺等基团与Cd的吸附密切相关.本研究阐明了高Cd耐受性内生菌RE35对不同浓度Cd的累积吸附机制,为内生菌菌剂开发提供了宝贵的菌种资源信息.

关键词：水稻内生菌镉耐受性胞内累积胞外吸附芽孢杆菌

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粘质沙雷氏菌HB-4吸附重金属镉的机制

化工学报 2017年第4期68卷 1574-1581页

作者：陈亚奎徐粲然朱启法黄魏魏卢滇楠董建江刘永民辽宁石油化工大学化学化工与环境学院辽宁抚顺113001 清华大学化学工程系北京100084 安徽皖南烟叶责任有限公司安徽宣城242000 中国烟草总公司安徽省公司安徽合肥230022

从重金属污染土壤中筛选出1株对Cd^(2+)具有高耐受能力和高吸附容量的菌株HB-4,经16S rDNA序列分析鉴定为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。该菌株能在Cd^(2+)浓度为300 mg·L^(-1)的条件下正常生长;对Cd^(2+)的最大吸附量为(154.7±... 详细信息

从重金属污染土壤中筛选出1株对Cd^(2+)具有高耐受能力和高吸附容量的菌株HB-4,经16S rDNA序列分析鉴定为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。该菌株能在Cd^(2+)浓度为300 mg·L^(-1)的条件下正常生长;对Cd^(2+)的最大吸附量为(154.7±0.9)mg·g^(-1)。考察了Cd^(2+)初始浓度、pH、盐浓度以及共存离子对HB-4吸附Cd^(2+)的影响,结果表明:pH=3.0~8.0时,对吸附效果无影响;NaCl含量为8.0%时,菌株对Cd^(2+)的去除率仍可达到49.9%±0.1%;Pb^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)与Cd^(2+)共存时,几种重金属离子的去除率分别为98.7%±0.2%(Pb^(2+))、44.6%±0.6%(Zn^(2+))、52.7%±0.1%(Cu^(2+))和64.2%±0.3%(Cd^(2+))。解吸实验证明了HB-4对Cd^(2+)极强的吸附能力,洗脱液pH=7.0时,解吸率小于2%。检测了细胞内外镉的分布情况,并利用SEM、XPS和FTIR对吸附机理进行了研究,推断HB-4对Cd^(2+)的吸附机理为胞外吸附和胞内摄取。

关键词：镉污染吸附剂粘质沙雷氏菌吸附作用解吸胞外吸附胞内摄取

两株重金属抗性细菌对铅镉吸附特性的比较研究

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环境科学学报 2018年第9期38卷 3597-3604页

作者：燕传明贺卓葛占标盛下放何琳燕农业部农业环境微生物重点实验室南京农业大学生命科学学院南京210095

针对目前重金属水污染现状,为探究微生物法修复重金属水污染机制,本试验以抗重金属革兰氏阴性菌Rhizobium sp.W33与革兰氏阳性菌Bacillus sp.H3为供试菌株,对不同重金属(Pb、Cd)浓度及pH条件下的菌株生长状况进行测定;比较不同状态细胞(... 详细信息

针对目前重金属水污染现状,为探究微生物法修复重金属水污染机制,本试验以抗重金属革兰氏阴性菌Rhizobium sp.W33与革兰氏阳性菌Bacillus sp.H3为供试菌株,对不同重金属(Pb、Cd)浓度及pH条件下的菌株生长状况进行测定;比较不同状态细胞(Growing、Grown、Dead)的吸附能力;利用FTIR初步分析吸附相关官能团.结果表明:两株菌对Pb抗性较强,对Cd抗性相对较弱,最适生长pH均在6~7范围内;不同状态细胞的吸附能力大小为:Grown>Dead>Growing;随着重金属浓度的升高,Rhizobium sp.W33与Bacillus sp.H3的吸附容量逐渐增大,且对铅镉的吸附主要以胞外吸附为主,对铅有一定的胞内积累能力;FTIR分析显示菌株吸附过程中主要是—OH、—NH、—CO、—CH2官能团在生物吸附过程中发挥作用.Rhizobium sp.W33与Bacillus sp.H3表面官能团特性及整体吸附能力存在明显差异.

关键词：重金属抗性细菌 Pb Cd 胞外吸附胞内聚集

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微藻去除重金属镉的抗性机理研究进展

微生物学通报 2017年第8期44卷 1980-1987页

作者：孔祥雪李宝珍杨金水农业生物技术国家重点实验室中国农业大学生物学院北京100193

与水体中重金属去除的传统方法相比,生物吸附法是一种更具经济效益和环境效益的技术。微藻由于自身的廉价性和高吸附性已成为高效生物吸附剂的材料来源。要评价微藻在镉(Cd)去除方面的应用潜力,解析微藻抗重金属的机理是必要条件。因此... 详细信息

与水体中重金属去除的传统方法相比,生物吸附法是一种更具经济效益和环境效益的技术。微藻由于自身的廉价性和高吸附性已成为高效生物吸附剂的材料来源。要评价微藻在镉(Cd)去除方面的应用潜力,解析微藻抗重金属的机理是必要条件。因此,本文从抗Cd微藻种类,Cd对微藻光合作用、生长及结构的影响,胞外吸附的机理,胞内积累的机理,以及基因调控水平,阐述了目前微藻抗Cd的研究进展,以期为后续的研究提供理论帮助。

关键词：微藻镉抗性机理胞外吸附胞内积累

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高砷煤矿区苔藓植物砷的释放特征与来源研究

环境科学与技术 2020年第4期43卷 6-10页

作者：官庆松张瑞雪河南科技大学应用工程学院河南三门峡472000 贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550003 贵州大学矿山环境治理工程技术中心贵州贵阳550003

文章对高As煤矿区苔藓植物体内As的释放特征进行了研究,初步探讨了砷的来源。结果表明:花状湿地藓、绿色白发藓、金发藓原变种以胞外形式吸附的As可以通过介质水向外界释放,释放水平与其含量和生境等因素有关,潮湿环境中的苔藓植物释放A... 详细信息

文章对高As煤矿区苔藓植物体内As的释放特征进行了研究,初步探讨了砷的来源。结果表明:花状湿地藓、绿色白发藓、金发藓原变种以胞外形式吸附的As可以通过介质水向外界释放,释放水平与其含量和生境等因素有关,潮湿环境中的苔藓植物释放As的水平较高。大气和降雨对苔藓植物体内As的贡献率较小,其体内As含量与生长基质中As含量也无显著相关性。

关键词：酸性矿山废水苔藓植物砷释放胞外吸附

黄孢原毛平革菌对镉废水的处理效果及去除途径

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中国给水排水 2018年第3期34卷 72-76页

作者：赵美花张朝升荣宏伟陈秋丽广州大学土木工程学院广东广州510006 仲恺农业工程学院城乡建设学院广东广州510225

利用黄孢原毛平革菌处理镉污染废水,考察了p H值、温度、Cd^(2+)初始浓度和生物接种量等因素对处理效果的影响,并分析了废水中镉的去除途径。结果表明,黄孢原毛平革菌对废水中的镉具有一定的去除能力。最佳处理条件如下:p H值为6、温度... 详细信息

利用黄孢原毛平革菌处理镉污染废水,考察了p H值、温度、Cd^(2+)初始浓度和生物接种量等因素对处理效果的影响,并分析了废水中镉的去除途径。结果表明,黄孢原毛平革菌对废水中的镉具有一定的去除能力。最佳处理条件如下:p H值为6、温度为30℃、接种量为1%、Cd^(2+)初始浓度为50 mg/L。在最佳处理条件下,对镉的去除率可达64%左右。在不同的Cd^(2+)初始浓度条件下,胞内镉富集量与镉总去除量的比值均小于13%,说明黄孢原毛平革菌去除Cd^(2+)是以表面胞外络合、离子交换、细胞外螯合等方式为主,而胞内富集起次要作用。

关键词：黄孢原毛平革菌镉废水胞外吸附胞棘富集