一株碳酸盐矿化菌的分离鉴定及其对Cu的固定作用

摘要：

有机肥的大量使用使得菜田土壤重金属含量呈快速的累积趋势,对蔬菜安全生产构成了严重的威胁.本文从长期施加鸡粪猪粪等农家肥的大棚蔬菜根际土壤中筛选出了一株能降解尿素释放碳酸根,进而通过生物矿化作用固结重金属的细菌,系统发育分析和生理生化特征表明该菌株为氧化木糖无色杆菌,将其命名为LAX2.菌株LAX2可在含尿素的培养基中快速生长,所产脲酶的活力可达140 U,mL-1,发酵液的pH可达9.06.菌株LAX2可耐受浓度高达115 mg·L-1的铜离子.X-射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析表明菌株LAX2可通过生物矿化作用形成微球形的Cu2(OH) 2CO3,其直径可达2μm.菌体细胞吸附、生物矿化和化学沉淀对溶液中Cu2+的去除率分别为93％、85％和72％.菌株LAX2对土壤中有效态Cu的固定作用呈现适应-快速-慢速3个阶段,培养5、10和30 d后土壤有效态Cu的含量分别下降了52.3％、73.7％和87.4％.与菌体细胞吸附和化学沉淀相比,生物矿化作用固定的Cu对短期内的淹水和反复冻融具有很强的抗性作用.以上结果表明菌株LAX2可通过生物成矿作用形成性质较稳定的碳酸铜矿物,在土壤铜污染修复方面具有重要的应用价值.

关键词：生物矿化、氧化木糖无色杆菌、有效态Cu、脲酶、土壤污染修复

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分类号：X172(环境生物学)

资助基金：国家自然科学基金51109089;吉林省科技发展计划项目No.20160204025SF Supported by the National Natural Science Foundation of China51109089;the Program of Science and Technology Development Plan of Jilin Province20160204025SF

在线出版日期：2017-11-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3687-3695