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成都生物研究所在重金属离子胁迫下微生物代谢活性的调控方面取得进展
更新日期: 2019-04-17 作者: 陈杨武 文章来源:微生物中心
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 十二烷基硫酸钠(SDS)是一种最为常用的阴离子表面活性剂,因其优良的发泡性能和低成本的特点在工业和家用领域中的使用量占到合成表面活性剂总量的25-30%。与此同时,大量表面活性剂未经有效处理进入环境中将对生态系统造成潜在危害。尽管生物法为表面活性剂的处理提供了一种更为安全、环保和低成本的选择,但SDS的高发泡能力和低氧化电位对微生物具有毒性作用,高浓度的表面活性剂甚至会导致微生物的死亡。此外,表面活性剂广泛用于电镀和金属清洗行业,废水中残留的重金属离子对微生物的活性具有严重抑制作用。众所周知,微生物的代谢活性与污染物的降解效果密切相关。因此,如何提高重金属离子胁迫下微生物的代谢活性将对此类废水的有效处理具有重要意义。 

 中国科学院成都生物研究所陈杨武博士研究了SDS降解菌株Pseudomonas sp. SDS-N2 NCBI登录号MF457589)在重金属铜胁迫条件下的代谢活性(三磷酸腺苷,ATP;电子传递系统,ETS;脱氢酶活性,DHA)的响应情况。结果表明,不同浓度金属铜胁迫下,菌株SDS-N2ATP含量、ETS活性、DHA活性与微生物生长(P<0.05; P<0.01; P<0.05)、底物降解效率(P<0.01; P<0.01; P<0.01)显著相关。基于此,筛选获得可有效调控0.8 mg/L铜胁迫下菌株SDS-N2代谢活性的生物促进剂,并通过响应面方法学优化了生物促进剂的添加量。Plackett–Burman设计与结果发现,柠檬酸和硫酸亚铁显著影响SDS的降解效果;最陡爬坡与响应面试验得到生物促进剂的最佳添加量为硫酸亚铁72 mg/L、柠檬酸100 mg/L。在该最佳复合生物促进剂的作用下,12.5 h内菌株SDS-N2的生物量、ATPETSDHA活性分别比对照(不添加促进剂)提高2.314.145.50.5倍,底物去除率提高37.6%。研究成果可用于难降解废水、有毒有机废水生物处理微生物活性的调控,提高降解效率、降低处理成本。 

 该研究成果以Biostimulants application for bacterial metabolic activity promotion and sodium dodecyl sulfate degradation under copper stress为题,发表在国际环境科学与生态学领域期刊Chemosphere上。中国科学院成都生物研究所陈杨武博士为论文第一作者,谭周亮研究员为论文通讯作者。本研究得到四川省重点研发计划项目、中国科学院青年创新促进会项目以及中科院STS项目的资助。 

 原文链接


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