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硫酸盐还原菌的分离及硫还原机制的研究(附件)

2021-08-21 15:46编辑: www.51jrft.com51今日论文网
硫酸盐还原菌(SRB)是指能够利用自身的生理特性通过异化作用将硫氧化合物还原为硫化物的一类细菌的统称。因为硫酸盐还原菌生活在厌氧环境,菌株的分离纯化便是研究其生理特性最关键也是最难的一步,本实验通过 Hungate滚管技术、16S rDNA分析分离纯化出的菌株K51用于后续实验。在K51硫酸盐还原过程中定时测定S2-含量与pH,发现K51随着生长浓度的增加,硫酸盐还原能力逐渐增强,基本与生长状况持平。同时进行电子受体试验发现该菌株还可以利用Cr(VI)和Na2SeO3作为电子受体。硫酸盐还原是SRB不同于其他细菌类群最重要的生理生化特性,因为SRB还原过程中产生的H2S能够与重金属作用生成溶解度低的金属硫化物,所以研究SRB的硫酸盐还原过程具有很重要的环境学意义。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1实验材料 2
1.1.1 样品来源 2
1.1.2 培养基 2
1.2 实验方法 3
1.2.1硫酸盐还原菌的富集培养 3
1.2.2 Hungate滚管技术分离纯化硫酸盐还原菌 3
1.2.3厌氧手套箱中挑取单菌 3
1.2.4 菌种的鉴定 3
1.2.4.1 硫酸盐还原菌菌株K51的总DNA的提取 3
1.2.4.2 16S rDNA基因和dsrAB基因的扩增 4
1.2.5 菌株K51硫酸盐还原速率的研究 4
1.2.6 菌株K51的可用电子受体研究 5
2 结果与分析 5
2.1 菌种的鉴定 5
2.2 菌株K51的硫酸盐还原过程的研究 6
2.2.1 K51的硫酸盐还原过程中的生长状况 6
2.2.2 菌株K51的硫酸盐还原速率的研究 7
2.2.3 菌株K51的可用电子受体研究 7
3 讨论 8
3.1 结论 8
3.2 硫酸盐还原菌的应用前景及生态学意义 8
致谢 8 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ¥351916072¥ 

参考文献 9
硫酸盐还原菌的分离及硫还原机制
引言
引言 硫酸盐还原菌(SulfateReducing Bacteria,SRB)是一类形态各异、营养类型多样,在缺氧或厌氧的条件下,能利用硫酸盐或者其他氧化态硫化物作为电子受体来氧化有机物的细菌或古菌,可以是革兰氏阴性或阳性[1]。SRB于1895年首先由Beijerinck发现, 至今已有百年历史。迄今为止,据不完全统计已发现的该类微生物有 12 个属 40 多个种[2]。硫酸盐还原菌是一种厌氧的革兰氏阴性菌,单细胞,无色,无芽饱,以单根鞭毛运动[3]。环境因子例如温度、pH、盐度、碳源等都对微生物的生长有着重要的影响,对于硫酸盐还原菌的最适生长环境因子,已经有好多人做过研究,研究发现硫酸盐还原菌可以在5~75°C [4]条件下生存,并且能够很快适应新的环境,该菌的最佳生长温度为3035°C,高于或者低于这个温度范围,SRB的生长都受到一定的影响。当pH为7.0时生长情况最佳,pH在68范围内生长情况良好,盐度在7%时生长情况最佳,随着盐度的增大,SRB的生长受到抑制[5]。SRB 生长环境的 ORP(氧化还原电位)要求低于150 mv[6]。硫酸盐还原菌的碳源比较多,常见的主要有乙酸钠、乳酸钠、乙醇、甲酸、H2、糖类。硫酸盐还原菌分布广泛,最常见的有土壤、海水、河底污泥、温泉、油井天然气、动物肠道等地方。
由于SRB生存在厌氧环境中,其分离纯化较为困难,对于这种严格厌氧的菌,往往很难得到纯菌。所以菌株的分离纯化对于研究SRB在厌氧环境中的作用及其在环境污染治理中的作用有着十分重要的意义。对于硫酸盐还原菌分离纯化的方法,前人做了很多研究,主要的方法有厌氧容器法、厌氧工作站法、厌氧管法以及叠皿夹层法[7]。这几种方法均有利弊,以下我做了简单的比较。厌氧容器法可提供厌氧环境但是不利于对细菌生长进行观察和单个菌落的挑取,成本相对较高;厌氧工作站法可以在整个分离过程提供厌氧环境,但是因为缺乏氧气,酒精灯不能点燃,还易感染杂菌,成本高;厌氧管法相对来说成本较低,可以很好的隔绝空气,但是培养基的温度较难控制;叠皿夹层法挑菌容易且成本低,但是容易在涂布时进入空气不能保持好的厌氧环境。综合考虑本实验将选取厌氧管法并在分离纯化过程中运用现代生物分子技术,对所筛菌株进行鉴定。对菌种的鉴定主要有16S rDNA测序分析法、TA 克隆等。TA 克隆(TA cloning)又叫T载体克隆,是利用 Taq 聚合酶的特性将 PCR 产物高效克隆的方法[8]。 包括以下四个步骤,分别是扩增目的PCR产物;②制备T克隆载体;③ PCR产物直接克隆至T载体上;④转化并筛选重组子[9]。
硫酸盐 (SO42)是环境中最稳定且最丰富的硫化合物,因此研究硫酸盐还原过程是窥探硫元素生物地球化学循环全貌的重要基础[10]。硫酸盐还原过程是硫循环中非常重要的一部分。硫酸盐还原是SRB不同于其他细菌类群最重要的生理生化特性,SRB以硫酸盐、亚硫酸盐及其他形态的硫为电子受体,进行异化代谢,产生的硫化氢可与多种重金属离子生成沉淀(如硫化铁、硫化锌、硫化铬)[11]。在硫酸盐还原过程中pH对硫酸盐还原能力的影响比较大,选择中性偏碱的pH值可以保证硫酸盐还原菌发挥更大的作用。硫化氢是硫酸盐还原过程中重要的代谢产物。但是硫化氢的大量释放和积累会对水体和空气造成严重的污染,对绝大多数的生物,特别是对好氧生物的生存构成直接的威胁,这是由于硫化物会与SRB细胞内的铁氧化还原蛋白和细胞色素结合,导致电子传递系统停止活动[12],而且H2S的挥发可以导致环境pH趋于升高以及硫素的流失。所以对于硫酸盐还原菌的利用要充分了解其生理生化特性,在获取金属硫化物沉淀的同时,注重对环境中pH的调节以不影响其他微生物的生长。所以对硫酸盐还原菌对硫酸盐的去除能力的研究对于硫酸盐还原菌在环境治理方面的应用有着重要的意义。通过对菌株生存环境因子如温度、pH、碳源以及电子受体的控制,研究控制硫酸盐还原能力的影响因子,进而在最适条件下将硫酸盐还原菌的硫酸盐还原能力发挥到最大,运用到环境治理中。
1 材料与方法
1. 1实验材料
1.1. 1 样品来源

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