鉻耐受-還原菌的多樣性調(diào)研.pdf

1、本研究通過基因挖掘法、培養(yǎng)法和文獻調(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)境修復提供微生物資源。
　　(1)鉻耐受菌的多樣性研究。將長鏈chrA基因選作鉻耐受機制的代表基因在JGI基因組數(shù)據(jù)庫(JGI Genome database)中調(diào)查鉻耐受菌的多樣性。基因的調(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個菌種攜帶長鏈chrA基因。這18

2、87株菌分布于21個不同的菌門，39個綱，74個目，172個科和620屬。其中變形菌門（Proteobacteria）包含的菌株最多（1091株），其次為厚壁菌門（Firmicutes，237株），擬桿菌門（Bacteroidetes，181株）和放線菌門（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）。通過培養(yǎng)法，從西溪濕地土壤中直接篩選到9株六價鉻耐受菌，其中4株屬于放線菌門(Actinobacteria)，3株屬于變形菌門（Proteobacteria），2株屬于厚壁菌門（Firmicutes）。這9株菌中，菌株GL02屬于乳球菌屬（Lactococcus），該屬細菌未報導過具有鉻耐受能力。另外，對西溪濕地土壤中分離到的三株新菌種進行六價鉻耐受能力測定，發(fā)現(xiàn)一株細菌S31T對Cr(Ⅵ)具有弱抗性，能夠耐受10 mg·L

4、-1的K2Cr2O7。通過菌種分類鑒定，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)基因選作鉻還原機制的代表基因在JGI基因組數(shù)據(jù)庫(JGI Genome database)中調(diào)查鉻還原菌的多樣性?；虻恼{(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個菌種攜帶Cr(Ⅵ) reductase基因。這81株細菌來自4個不同的菌門，其中51株屬于變形菌門（Proteobacteria），23株屬于厚壁菌門（Firmicutes），6株屬于放線菌門(Actinobacteria)，1株屬于擬桿菌門（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株細菌同時攜帶長鏈chrA基因和Cr(Ⅵ) reductase基因。這36株細菌分屬于3個門30個屬，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)庫中的調(diào)查結(jié)果，共有

7、69個細菌菌屬同時具有耐受和還原六價鉻的能力。這69個菌屬分布于5個不同的菌門，9個綱，27個目和46個科;其中變形菌門（Proteobacteria）包含的菌屬最多（39個屬）。通過培養(yǎng)法，從西溪濕地中共篩選到的9株六價鉻耐受菌中僅有一株耐受菌GL06(Arthrobacter sp.)同時具有耐受和還原六價鉻的能力。
　　本研究搜索獲得了迄今為止最全面的鉻耐受還原菌屬。基因挖掘法與培養(yǎng)法的研究結(jié)果都表明變形菌門（Proteob

8、acteria），厚壁菌門（Firmicutes），擬桿菌門（Bacteroidetes）和放線菌門(Actinobacteria)的細菌在修復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