鉻耐受-還原菌的多樣性調(diào)研.pdf

1、本研究通過(guò)基因挖掘法、培養(yǎng)法和文獻(xiàn)調(diào)研，分別搜索分析了鉻耐受菌、鉻還原菌和鉻耐受還原菌多樣性，為鉻污染環(huán)境修復(fù)提供微生物資源。
　　(1)鉻耐受菌的多樣性研究。將長(zhǎng)鏈chrA基因選作鉻耐受機(jī)制的代表基因在JGI基因組數(shù)據(jù)庫(kù)(JGI Genome database)中調(diào)查鉻耐受菌的多樣性?；虻恼{(diào)查以種為單位，在JGI Genome database中共有7887條不同菌種的基因組數(shù)據(jù)，其中1887個(gè)菌種攜帶長(zhǎng)鏈chrA基因。這18

2、87株菌分布于21個(gè)不同的菌門(mén)，39個(gè)綱，74個(gè)目，172個(gè)科和620屬。其中變形菌門(mén)（Proteobacteria）包含的菌株最多（1091株），其次為厚壁菌門(mén)（Firmicutes，237株），擬桿菌門(mén)（Bacteroidetes，181株）和放線菌門(mén)（Actinobacteria，174株）。在屬水平上，假單胞菌屬（Pseudomonas）包含的菌株最多（49株），其次為芽孢桿菌屬（Bacillus，46株）和弧菌屬（Vibrio

3、，43株）。通過(guò)培養(yǎng)法，從西溪濕地土壤中直接篩選到9株六價(jià)鉻耐受菌，其中4株屬于放線菌門(mén)(Actinobacteria)，3株屬于變形菌門(mén)（Proteobacteria），2株屬于厚壁菌門(mén)（Firmicutes）。這9株菌中，菌株GL02屬于乳球菌屬（Lactococcus），該屬細(xì)菌未報(bào)導(dǎo)過(guò)具有鉻耐受能力。另外，對(duì)西溪濕地土壤中分離到的三株新菌種進(jìn)行六價(jià)鉻耐受能力測(cè)定，發(fā)現(xiàn)一株細(xì)菌S31T對(duì)Cr(Ⅵ)具有弱抗性，能夠耐受10 mg·L

4、-1的K2Cr2O7。通過(guò)菌種分類鑒定，根據(jù)S31T的表性特征、生理生化特征等確定S31T屬于Epilithonimonas，并將其命名為Epilithonimonas xixisoli。
　　(2)鉻還原菌的多樣性研究。將鉻還原酶(Cr(Ⅵ) reductase)基因選作鉻還原機(jī)制的代表基因在JGI基因組數(shù)據(jù)庫(kù)(JGI Genome database)中調(diào)查鉻還原菌的多樣性。基因的調(diào)查以種為單位，在JGI Genome data

5、base中共有7887條不同菌種的基因組數(shù)據(jù)，其中81個(gè)菌種攜帶Cr(Ⅵ) reductase基因。這81株細(xì)菌來(lái)自4個(gè)不同的菌門(mén)，其中51株屬于變形菌門(mén)（Proteobacteria），23株屬于厚壁菌門(mén)（Firmicutes），6株屬于放線菌門(mén)(Actinobacteria)，1株屬于擬桿菌門(mén)（Bacteroidetes）;在屬水平上，雙歧桿菌屬（Bifidobacterium，5株），博德特氏菌屬（Bordetella，5株）和芽

6、孢桿菌屬（Bacillus，5株）是菌株數(shù)目最多的三個(gè)屬。
　　(3)鉻耐受還原菌的多樣性研究。綜合在JGI Genome database中鉻耐受菌和鉻還原菌的調(diào)查結(jié)果，僅有36株細(xì)菌同時(shí)攜帶長(zhǎng)鏈chrA基因和Cr(Ⅵ) reductase基因。這36株細(xì)菌分屬于3個(gè)門(mén)30個(gè)屬，其中博德特氏菌屬（Bordetella，4株）包含的菌株數(shù)目最多。結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研中所有已篩選到的鉻耐受還原菌屬及本次在JGI基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中的調(diào)查結(jié)果，共有

7、69個(gè)細(xì)菌菌屬同時(shí)具有耐受和還原六價(jià)鉻的能力。這69個(gè)菌屬分布于5個(gè)不同的菌門(mén)，9個(gè)綱，27個(gè)目和46個(gè)科;其中變形菌門(mén)（Proteobacteria）包含的菌屬最多（39個(gè)屬）。通過(guò)培養(yǎng)法，從西溪濕地中共篩選到的9株六價(jià)鉻耐受菌中僅有一株耐受菌GL06(Arthrobacter sp.)同時(shí)具有耐受和還原六價(jià)鉻的能力。
　　本研究搜索獲得了迄今為止最全面的鉻耐受還原菌屬?；蛲诰蚍ㄅc培養(yǎng)法的研究結(jié)果都表明變形菌門(mén)（Proteob

8、acteria），厚壁菌門(mén)（Firmicutes），擬桿菌門(mén)（Bacteroidetes）和放線菌門(mén)(Actinobacteria)的細(xì)菌在修復(fù)鉻污染方面具有巨大的潛力;在屬水平上，假單胞菌屬（Pseudomonas），芽孢桿菌屬（Bacillus），弧菌屬（Vibrio），雙歧桿菌屬（Bifidobacterium），博德特氏菌屬（Bordetella），節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）和乳球菌屬（Lactococcus）是最有潛