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枯草芽孢杆菌WX对铅离子吸附机制的研究

重金属、铅离子、微生物修复、吸附特性、应用潜力

摘要：铅（Pb）是毒性最强的重金属之一，对生物体构成直接威胁，其不能通过微生物活动或化学反应进行降解，而是通过吸附等反应而保留在土壤中，形成各种铅化合物。微生物修复具有环境友好并可持续的特性，是最有前景的解决方案之一，筛选和鉴定耐重金属微生物，研究铅固定化的可能机制，对于控制铅在污染土壤中的生物利用度和流动性，避免铅超标具有重要意义。

在此，我们从云南保山铅污染土壤中筛选出一株耐铅细菌Bacillus subtilis WX，研究了该菌株在不同温度，pH下的生长情况以及对多种重金属的耐受性，并对其铅吸附机制进行了初步的探讨，结果显示菌株WX具有较高的铅离子耐受性，即使在铅浓度2200 mg/L的环境下该细菌仍表现出显著的生存能力，另外随着铅离子浓度从50 mg/L增加到350 mg/L，其超氧化物歧化酶与脱氢酶活性也随之提高，暗示菌株WX可能是通过激活抗氧化防御机制来抵御铅离子的毒性，且扫描电镜结果发现菌株WX细胞外分泌了大量胞外聚合物（EPS）来吸附铅离子，以阻止铅离子进入细胞和回归到环境中，另外，脲酶实验检测发现，菌株WX可产生脲酶，当在含有尿素的环境下诱导其水解并与铅离子形成碳酸盐沉淀，从而达到解毒的效果。最后，我们将菌株WX与植物在含铅环境中进行共培养，发现该菌可吸附大量铅离子，进而减小其给植物带来的伤害，具有潜在的实际应用价值。



作者简介：

王旭，云南师范大学2021级硕士研究生（导师：丁俊美教授），主要研究方向：重金属污染 的微生物修复。目前以共同第一作者身份在Journal of Hazardous Materials期刊上发表学术论文一篇。（墙报报告）

丁俊美，教授/博导，2012年7月毕业于云南大学（导师：张克勤院士），2015年-2016年，美国麻省理工学院（Koch Institute） 访问学者，2012年至今任教于云南师范大学，近年来主要从事环境污染物生物降解、极端生境微生物资源及酶的挖掘、新型CRISPR/Cas系统研究，近三年来以通讯或第一作者先后在Journal of Hazardous Materials、Int J Biol Macromol、Microb Cell Fact、Chemosphere、Appl Environ Microbiol等期刊发表文章多篇。*丁俊美，djm@ynnu.edu.cn