植物内生细菌pn2降解菲的条件优化【字数:6972】
目录
引言
前言
1 研究背景、目的及意义
多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是一种持久性有机污染物,并能广泛存在于土壤环境中。PAHs对人体具有较大危害,主要表现在其具有“三致”作用,即致癌、致畸、致突变,所以多环芳烃污染对人体健康具有较大威胁 [11]。同时,多环芳烃属于较难降解的有机物之一,主要原因在于其疏水性强,降解物质较难与其结合,从而导致存在土壤环境中的PAHs较易在土壤中累积,并且很大程度上会被植物吸收,经植物吸收后的多环芳烃进入食物链并逐级富集,最终到达食物链顶端。因此多环芳烃污染存在较大的健康风险,并能在一定程度上严重危害人体健康[6]。因此,怎样提高多环芳烃降解效率,降低植物体内PAHs污染风险,保障农产品质量安全,促进生态系统的可持续发展是当 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072#
前农业环境范畴探究的的热点之一。
关于多环芳烃的有效降解方式的研究已持续较久,相关实验结果表明较多方法可有效降解多环芳烃,但都存在部分问题。其中生物降解方法以其环境友好性脱颖而出,研究表明,存在部分微生物具有PAHs降解能力[4],条件适宜的情况下,PAHs可被具有PAHs降解能力的微生物或微生物群体全部或部分降解[21]。然而,微生物对生存条件要求较严格,环境因子如温度,pH,接种量等的改变会明显影响PAHs的降解效率,环境不适宜时降解效率会显著下降。因此,研究环境因子对微生物降解多环芳烃的具体影响,确定较适宜的降解条件能有效地降低PAHs污染程度,减轻其对土壤和农作物的危害。
本篇文章根据常见的可能有影响的环境因子分析确定了七种待研究的环境因子,分别是污染强度、温度、pH、通气量、接种量、外加碳,外加氮源,通过对这其中环境因子的研究有效的确定了环境因子对菌株Pn2降解菲的影响,同时从实验结果分析并确定最适宜的降解条件,显著提高Pn2的降解效果,为进一步利用生物降解有效解决PAHs污染提供依据。
2 论文设计思路
在明确植物内生细菌可在植物体内定殖且其对PAHs具有良好的降解效果的前提下,研究各种环境因素如温度,pH等具体影响菌株对菲的降解效率,从而从其中选择菲降解的相对优化条件,继而确定菲的最适宜降解条件,最大可能的提高PAHs降解效果。
3 技术路线
1 材料与方法
1.1 培养基与试剂
无机盐培养基(MSM):所加试剂及使用浓度:KH2PO4 0.50gL–1,K2HPO4 1.50gL–1,FeSO4 0.025gL–1,MgSO47H2O 0.10gL–1,NaCl 1.00gL–1,NH4NO3 1.00gL–1,蒸馏水1000mL,调节至pH 7.0。
菲降解菌筛选培养基:将一定量的菲丙酮溶液(丙酮<1‰)添加到MSM中进行混合,并添加无菌水调制到实验所需浓度。
1/10LB培养基:成分:NaCl 1.00gL–1,蛋白胨1.00gL–1, 酵母膏0.50gL–1,蒸馏水。根据蒸馏水1000mL计算添加量。
上述培养基中,是固体培养基的需加1.5%的琼脂到培养基中(范秀容等,1988)。上述三个培养基都需于121℃下用蒸汽灭菌锅灭菌20min。
磷酸盐缓冲液(PBS):成分:溶液A :KH2PO4 27.20gL–1,溶液B: K2HPO43H2O 45.60gL–1,剂量:溶液A 16.0mL,溶液B 84.0mL,加水100mL得到0.1molL–1 pH7.5的磷酸盐缓冲液(范秀容等, 1988)。
菲(PHE,纯度>98%):自Aldrich Chemical Co.购买
甲醇为色谱醇,其它试剂为分析纯。
1.2 菌悬液的制备
在1/10LB培养基中接种单个的Pn2菌落,并放置于30℃条件下震荡培养,摇床转速设置为150rpm,18h。培养后进行离心操作,条件为:10000rpm、3min。离心后弃除上清液,保留底部菌体。用磷酸盐缓冲液清洗菌体2次后,将菌体细胞放置于无机盐培养基中悬浮并调节菌体浓度,使其波长为600nm时吸光度为1,即OD600=1。
1.3 分析方法
1.3.1 菲的测定
方法:用高效液相色谱仪(HPLC)测定。步骤:直接取整瓶的无机盐培养基为样本,加入与培养基体积相同量的甲醇,放入超声仪中超声30min,使瓶中菲全部溶解于上清液中,最后过0.22μm的滤膜收集于测量瓶中,用HPLC测定。
HPLC检测仪器及条件:岛津LC20AT高效液相色谱仪(检测器型号SPD20A),进样量10μl,流动相为甲醇:水(9:1)、流速为0.9mLmin–1,色谱柱为4.6×150mm烷基C18反相柱,柱温40℃,检测波长为245nm。
1.3.2 菌体生长量的测定
仪器:UVmini1240紫外分光光度计
方法:测量波长为600nm时的吸光度,与标准浓度做对比,计算出浓度。
步骤:将不同条件下培养后的菌液用无菌水清洗几次,将相同体积无菌水加入菌液中,用分光光度计监测。
1.4 实验步骤
1.4.1 温度对菌株Pn2降解菲的影响
首先根据菲浓度50mgL–1计算一瓶培养基中所需的菲丙酮溶液量并按剂量添加到无机盐培养基中,随后按培养基体积的5%添加含有菲降解功能的菌悬液。将配置好的溶液放置于不同温度下的摇床振荡培养,设置温度梯度分别为20℃、25℃、30℃、37℃、40℃,每个温度设置三个重复,转速为150rpm,时间2d。测定数据,结果见图31。
1.4.2 pH对菌株Pn2降解菲的影响
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