文章摘要
两株镉耐受铜绿假单胞菌的分离、表征及镉吸附机理研究
Isolation, characterization, and cadmium adsorption mechanism study of two cadmium-tolerant Pseudomonas aeruginosa strains
投稿时间:2025-02-15  修订日期:2025-04-18
DOI:
中文关键词: 铜绿假单胞菌  镉污染  表征  吸附机理
英文关键词: Pseudomonas aeruginosa  cadmium pollution  characterization  adsorption mechanism
基金项目:福建省现代农业(食用菌)产业技术体系;福州市2019年现代菌业发展项目(榕财农(指)〔2019〕113号);福建农林大学科技创新专项基金项目(KFB24058)
作者单位邮编
王冬 福建农林大学 园艺学院 350000
万尚柔 福建农林大学 园艺学院 
徐立新 福建农林大学 园艺学院 
刘朋虎* 福建农林大学国家菌草工程技术研究中心 350000
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中文摘要:
      为获得高效镉吸附菌株,本研究从镉污染土壤中分离得到两株细菌,命名为T1和T2。经形态学观察及16S rRNA序列比对,鉴定其均为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。通过生长曲线分析、吸附试验、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段,系统比较了两株菌在不同镉浓度下的耐受性、吸附能力及其机制。结果显示,在0~30 mg/L镉浓度下,T2较T1提前2小时进入对数期;而在40~50 mg/L下,T1较T2提前6~8小时进入对数期。T2在50、250、450 mg/L镉浓度下的吸附率分别为84.02%、56.80%、32.83%,显著高于T1的62.40%、23.22%、6.50%;在镉浓度为50 mg/L的条件下,T2总镉吸附量为42.18 mg/g,高于T1的30.78 mg/g。T1主要通过胞内吸附(占总吸附量的75.53%),而T2则以胞外吸附为主(占61.35%)。FTIR与XPS分析表明羟基、羧基和醚键等官能团在吸附过程中发挥关键作用,T2菌株表面活性基团数量高于T1。综上,T2菌株表现出更强的镉吸附能力,主要依赖胞外吸附机制,在镉吸附量方面显著优于T1。本研究为进一步解析铜绿假单胞菌的耐镉与镉吸附机制提供了理论依据。
英文摘要:
      本研究关于两株镉耐受铜绿假单胞菌的分离、表征及镉吸附机理的创新点或研究亮点如下: 新型菌株的分离与鉴定 :成功从镉污染农田土壤中分离出两株耐镉菌株 T1 和 T2。通过形态学观察、16S rRNA 测序及系统发育树分析,初步鉴定为铜绿假单胞菌。这为细菌镉吸附和耐受性研究提供了新的候选菌株。 不同镉浓度下的生长特性 :研究了两株菌在不同镉浓度下的生长曲线。发现 T2 在低镉浓度(0 - 30 mg/L)条件下更早进入对数期且细胞密度更高,表明生长速度更快;而 T1 在高镉浓度(40 - 50 mg/L)时仍能保持较高活性,显示出更强的耐受性。这揭示了两株菌在不同镉胁迫环境中的不同生长和耐受特性。 镉吸附性能及机理 :镉吸附实验表明,T2 在各浓度下吸附率均较高,主要依赖胞外吸附;而 T1 则主要依赖胞内吸附。利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和 X 射线光电子能谱(XPS)进一步揭示了羟基、羧基和醚键等活性官能团在镉吸附中的关键作用,且 T2 在镉存在时其表面活性官能团比 T1 更丰富。这些发现为两株菌的不同吸附机制及其在镉污染环境治理中的潜在应用提供了见解。 镉污染环境修复的应用潜力 :基于两株菌的生长特性和吸附性能,研究表明 T2 凭借其高胞外吸附和良好生长特性,适用于低至中等镉污染环境的高效去除;而 T1 在高镉浓度下表现出持久生长和耐受性。这为开发镉污染微生物修复技术提供了依据,并拓展了铜绿假单胞菌在该领域的应用潜力。
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