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铁锰还原菌的筛选及特性研究(附件)

2021-08-21 15:47编辑: www.51jrft.com51今日论文网
 异化铁锰还原是厌氧沉积物及水稻土中重要的生物化学过程之一,在厌氧的条件下,铁还原菌以有机物质和Fe(III)分别作为实验过程中的电子供体和位于呼吸链末端的电子受体,由此代谢过程中获得能量进行生长。本研究以废水污泥为材料,通过Hungate滚管技术、16S rDNA分析分离纯化出的一株铁还原菌FeRB-2, 并对其生理生化特性,厌氧条件下水铁矿和δ-MnO2还原率大小进行研究。探讨铁锰还原机理,为促进水稻土和厌氧污泥中污染物的转化与修复提供理论参考。
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言(或绪论)2
1材料与方法3
1.1筛选菌株 3
1.1.1样品来源 3
1.1.2培养基的配制3
1.1.3菌株的富集培养3
1.1.4亨盖特滚管技术4
1.1.5厌氧手套箱中挑取单菌4
1.1.6提取总DNA4
1.1.7 16S rDNA基因4
1.2电子供体实验——菌株FeRB2的最适碳源研究4
1.3电子受体实验——菌株FeRB2的可用电子受体研究5
1.3.1 实验方法5
1.4菌株FeRB2对水铁矿还原速率的研究5
1.4.1水铁矿的合成5
1.4.2水铁矿的还原及测定方法5
1.5菌株FeRB2对δMnO2还原速率的研究6
1.5.1锰矿的合成6
1.5.2锰矿的还原及测定方法6
2结果与分析6
2.1菌株的鉴定 6
2.2电子供体实验——菌株FeRB2的最适碳源研究结果分析7
2.3电子受体实验——菌株FeRB2的可用电子受体研究结果分析7
2.4菌株FeRB2对水铁矿还原速率的研究结果分析8
2.5菌株FeRB2对δMnO2还原速率的研究结果分析8
3讨论8
致谢9
参考文献10
铁锰还原菌的筛选及特性研究
引言
引言
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原菌的生化行为不仅对某些元素的地球化学循环有重要影响,而且对重金属污染和难降解有机污染物的生物修复具有重要意义。在一些学者的研究中,铁还原菌的分离纯化是铁还原过程的基础,也是利用铁还原菌治理污染的基础[2]。
铁还原微生物可以使用各种电子供体,特别是有机电子供体,能源是为维持微生物的生命活动所提供的。因此,当使用不同的电子供体时,微生物还原铁的难度和其还原特性也将不同。H2是可以用作电子供体的最早发现的物质。大多数铁还原微生物如希瓦氏菌属可以使用H2作为电子供体。它常用于微生物实验,芳香族碳化合物如硝基苯也作为电子供体协同降解。果糖和葡萄糖是大多数微生物可以使用并进行铁还原的电子供体,并且,它们通常具有比其他有机材料更高的利用率。
Fe(III)是在自然环境中还原Fe(III)的过程中非常普遍的电子受体。接受电子的能力强于Fe(III)的主要有O2、NO3、Mn4+等,当Fe(III)同时存在的时候,明显的抑制了Fe(III)的还原,然而氧化铁无疑是从地球元素含量的铁还原过程中最广泛使用的电子受体。在土壤和沉积物环境中,铁主要由弱结晶的Fe(III)氧化物和结晶Fe(III)氧化物组成。它们的稳定性大于可溶性的和复合Fe(III)的稳定性。一般来说,这些物质,很难被铁还原菌所使用,程度排序是:可溶性Fe(III)>络合态Fe(III)>弱晶体Fe(III)氧化物>晶体Fe(III)氧化物。在纯培养实验中,人工合成的Fe(OH)3悬浮液通常用于富集Fe(III)还原菌或者研究其Fe(III)还原动力学。
微生物在对锰的还原作用方面主要是生物冶金作用,尤其是低品位锰矿的冶炼。微生物浸出技术是一种高速,高效,低成本,环保的措施。由于锰和铁的化学性质相似,并且研究锰还原菌的相关文献甚少,因此使用铁还原菌的相关文献作为参考。环境生物地球化学循环中的铁还原菌非常重要,因此已被广泛用于环境修复。近年来,铁还原菌的特性已应用于难降解有机物的降解,取得了良好的效果。在这个过程中,作为有机供体的难处理有机物为还原过程提供能量,并通过铁还原菌降解为小分子有机物。为了实现去除耐火有机物的目标。该反应广泛用于土壤,湖泊沉积物和河道中。在沉积物或土壤中硬降解有机物的降解是有效的。它对原位恢复环境起着重要作用,对环境的自净有重要意义[4]。目前,铁细菌的研究也被应用于燃料电池的构建。还原铁细菌可以直接将电子转移到金属氧化物的表面。因此,微生物细胞的发展和清洁能源的生产潜力巨大。燃料电池既解决了部分污染问题,又为人类增加了一种能源方向。
本文拟分离得到一株还原菌的菌株,并就这株还原菌对高价铁离子和高价锰离子的还原情况进行深入的探究,并研究其生长特性,寻找到该菌株最适宜的电子受体和电子供体。
1 材料与方法
1.1 筛选菌株
1.1.1 样品来源
试验土壤样品采集于废水污泥中。
1.1.2 培养基的配制
培养基(pH=7.0):KCl 0.931g,KH2PO4 0.05g,MgCl26H2O 0.428g,NH4Cl 0.015g,CaCl22H2O 0.3006g,hepes 4.766g,NaHCO3 1.05g,微量元素1mL,另外补充维生素复合液。
维生素(1L): 0.02g生物素、0.02g叶酸、0.01g吡哆醇HCl、0.005g硫辛酸HCl、0.005g核黄素、0.005g烟酸、0.005g D泛酸钙、0.0001g维生素B12、0.005g对氨基苯甲酸、0.005g硫辛酸,其余用蒸馏水加至1L。

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