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砷是一种毒性极强的化学元素,在许多行业中被广泛应用。砷主要来自矿物中,开采、加工、使用、废弃等过程使其残留在环境中,造成砷污染,主要是土壤污染和水体污染。虽然砷对大多数生物具有毒性,但已有证据显示微生物能够调控砷在环境中的转化、循环与分布。
本论文的研究对象为肇庆市鼎湖山自然保护区土壤细菌,在外加砷源条件下经过3个月驯化,采用富集、稀释平板、硝酸盐漫过等方法初步从土壤中分离出6株砷氧化细菌。通过菌株DNA抽提、PCR扩增、测序和生理生化进一步确定其中4个菌株同为产碱杆菌(Alcaligenes Castellani&Chalmers)和另2个菌株为土壤杆菌(Agrobacterium Conn)。
论文以菌株H、Q为例进行培养条件研究,2菌株最适生长温度都为30℃,最适生长pH分别为8和7。菌株H在含砷培养基和不含砷培养基中的生长规律比较相近,菌株Q在含砷培养基和不含砷培养基中生长规律差异大,As(Ⅲ)对菌株Q的抑制作用明显。在对砷耐受性试验中,菌株H对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的耐受性分别为1500mg/L和略高于1500mg/L。菌株Q对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的耐受性分别为1000mg/L和2000mg/L。
在菌株转化砷特性方面,菌株H、Q最适氧化砷温度分别是25℃、30℃,最适氧化砷PH都为9,菌株H、Q具有高效的氧化砷功能,分别在3h、42h内对As(Ⅲ)的氧化率可达99.8%。
对菌株进行砷氧化酶基因测定,菌株H存在砷氧化酶基因aoxA和aoxB。
综上所述,通过外加砷源能筛选出砷氧化菌,且对砷元素具有很高的耐受性和氧化效率。本研究为微生物修复砷污染土壤具有实际意义。