蔬菜基地土壤中耐重金属芽孢杆菌的分离筛选及其生物学特性研究

:以从河北省邯郸市某蔬菜基地采得的土壤为材料,从中分离得到98株耐重金属铜和镉的芽孢杆菌,并用色氨酸检测法、CAS检测法测定耐重金属芽孢杆菌的促生特性,得到28株产铁载体菌株和49株产IAA菌株。采用重金属抗性平板法探究菌株的重金属耐受性,9株细菌在Cu2+为150 mg/L具有耐受性,20株细菌在Cd2+为60 mg/L具有耐受性,为促进蔬菜生长、保障蔬菜安全及土壤修复提供优质菌种资源,为蔬菜基地土壤重金属修复提供科学依据。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 材料 2
1.1.1 供试土样 2
1.1.2 试剂材料及仪器2
1.2 方法 2
1.2.1 土壤样品的采集 2
1.2.2 土壤样品的风干及保存3
1.2.3土壤样品中Cu含量的测定3
1.2.4 耐铜、镉芽孢杆菌的分离3
1.2.5 功能菌株的筛选3
1.2.5.1 初筛芽孢杆菌产铁载体的定性测定3
1.2.5.2 初筛芽孢杆菌产吲哚乙酸(IAA)的定性测定4
1.2.5.3 初筛芽孢杆菌重金属致死浓度的测定4
2 结果与分析4
2.1 土壤样品中芽孢杆菌的分离结果4
2.2土壤中总铜含量的测定4
2.3 产铁载体菌株和产IAA菌株的筛选8
2.4初筛芽孢杆菌重金属致死浓度的测定8
3 讨论 11
3.1 土样采集的结果及各份土样中分离到微生物生长情况分析11
3.2 重金属铜、镉抗性细菌和产铁载体、IAA芽孢杆菌的筛选12
3.3 展望12
致谢13
参考文献13
蔬菜基地土壤中耐重金属芽孢杆菌的分离筛选及其生物学特性研究
引言
引言:芽孢杆菌(Bacillus spp.)是土壤中常见的细菌类群,在土壤生态系统中占有重要地位,在农业、工业、医药、卫生、环保等领域具有广泛的用途[1]。
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芽孢杆菌还有其他的一些具体功能,如解磷、固定土壤中的重金属污染、降解有机磷等农药残留等[2]。
芽孢杆菌属于革兰氏染色阳性菌,由于其能够产生芽孢,而芽孢能忍受多种不良环境。具有抗逆性强、生长快速、适应范围广等优点[3]。在自然界中分布广泛。与其他微生物活菌剂相比,具有在不利环境条件下形成芽孢的特点,且复活率高,同时还具有耐酸、耐盐、耐高温等优点。在农业生产中具有较高的稳定性[4]。自1958年Hino首次从日本土壤中分离到一株具有高固氮活性的芽孢杆菌固氮菌株后,土壤中新发现的芽孢杆菌固氮菌株越来越多[5]。国际上承认的固氮能力较高的需氧芽孢杆菌为多粘芽孢杆菌的一个变种,亦称为固氮芽孢杆菌(Bacillus azotofixans)。虽然芽孢杆菌在生物防治方面受到的关注比假单胞菌少,但鉴于它们具有内生芽孢、抗逆性强、繁殖速度快、营养要求简单和易于在植物根圈定殖的特点,在生物防治中也被广泛地研究和应用[6]。最近有研究表明,芽孢细菌能够抑制多种植物病原真菌,具有较好的抑病作用。广谱和高效芽孢细菌的筛选在农业生物防治方面具有很大的开发和应用价值[7]。目前用于生防的芽孢杆菌种类有:枯草芽孢杆菌[89](Bacillus subtilis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)等。现在分离筛选有应用价值的芽孢杆菌是一个研究热点。目前,分离筛选到的芽孢杆菌的功能大都比较单一,本研究主要是分离筛选具有两种以上功能的芽孢杆菌。
本研究以从河北邯郸永年蔬菜基地采得的土样为材料,从中筛选具有对重金属铜和镉耐受的芽孢杆菌。通过对蔬菜田芽孢杆菌属细菌的研究,一方面可积累其分布规律资料,为正确制定相应的蔬菜农田保护措施提供理论依据;另一方面也可了解芽孢杆菌与生态环境间的相互关系,为芽孢杆菌资源的持续利用奠定基础。[10]
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试土样
供试土样是从邯郸市永年县南大堡乡蔬菜基地采得。分别来自南桥村、后大西堡村和田堡村三个行政村的三种蔬菜田,每村选取一种蔬菜,共16个土样。
1.1.2 试剂材料及仪器
1.1.2.1 试剂材料
牛肉膏蛋白胨培养基,配方为:蛋白胨10.0 g,牛肉膏3.0 g,NaCl 5.0 g,琼脂20.0 g,蒸馏水1000 mL,pH 7.2。
LB培养基,配方为:酵母膏5.0g,蛋白胨10.0g,NaCl 5.0 g,蒸馏水1000 mL。pH7.5 。
重金属溶液:用CuSO45H2O和3CdSO48H2O固体粉末配制成Cu2+浓度为104 mg.L1和Cd2+浓度为104 mg.L1的母液,过滤除菌,避光保存。
CAS检测液:取10 mmol.L1十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)溶液6.0 mL加入100 mL容量瓶内并用双蒸水适度稀释。将1.5 mL 1 mmol.L1 FeCl3溶液与7.5 mL 2 mmol.L1铬天青(CAS)溶液混匀后,转入至上述容量瓶中。称取4.307 g无水双二甲胺(anhydrous piperazine)溶解于约30 mL双蒸水中,再小心加入6.25 mL 12 mol.L1 HCl,即得pH=pKa=5.6缓冲液。将此溶液转入前述容量瓶中,并用双蒸水定容至100 mL。
有氮培养基:蔗糖10.0 g,(NH4)2SO4 1.0g,K2HPO4 2.0 g,MgSO47H2O 0.5 g,NaCl 0.1 g,酵母粉0.5 g,蒸馏水1000 mL,pH7.2。
3 mg/ml的色氨酸水溶液。
5%番红液、饱和的孔雀绿染液。
1.1.2.2 仪器
SH 282气滤恒温振荡器(金坛市江南仪器厂);
YX400不锈钢双层立式电热蒸汽压力消毒器(上海三申医疗器械有限公司);
Air Tech超净台(苏净集团安泰公司);

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