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成都生物研究所在重金屬離子脅迫下微生物代謝活性的調控方面取得進展
更新日期: 2019-04-17 作者: 陈杨武 文章來源:微生物中心
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 十二烷基硫酸鈉(SDS)是一種最爲常用的陰離子表面活性劑,因其優良的發泡性能和低成本的特點在工業和家用領域中的使用量占到合成表面活性劑總量的25-30%。與此同時,大量表面活性劑未經有效處理進入環境中將對生態系統造成潛在危害。盡管生物法爲表面活性劑的處理提供了一種更爲安全、環保和低成本的選擇,但SDS的高發泡能力和低氧化電位對微生物具有毒性作用,高濃度的表面活性劑甚至會導致微生物的死亡。此外,表面活性劑廣泛用于電鍍和金屬清洗行業,廢水中殘留的重金屬離子對微生物的活性具有嚴重抑制作用。衆所周知,微生物的代謝活性與汙染物的降解效果密切相關。因此,如何提高重金屬離子脅迫下微生物的代謝活性將對此類廢水的有效處理具有重要意義。 

 中國科學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登錄號MF457589)在重金屬銅脅迫條件下的代謝活性(三磷酸腺苷,ATP;電子傳遞系統,ETS;脫氫酶活性,DHA)的響應情況。結果表明,不同濃度金屬銅脅迫下,菌株SDS-N2ATP含量、ETS活性、DHA活性與微生物生長(P<0.05; P<0.01; P<0.05)、底物降解效率(P<0.01; P<0.01; P<0.01)顯著相關。基于此,篩選獲得可有效調控0.8 mg/L銅脅迫下菌株SDS-N2代謝活性的生物促進劑,並通過響應面方法學優化了生物促進劑的添加量。Plackett–Burman設計與結果發現,檸檬酸和硫酸亞鐵顯著影響SDS的降解效果;最陡爬坡與響應面試驗得到生物促進劑的最佳添加量爲硫酸亞鐵72 mg/L、檸檬酸100 mg/L。在該最佳複合生物促進劑的作用下,12.5 h內菌株SDS-N2的生物量、ATPETSDHA活性分別比對照(不添加促進劑)提高2.314.145.50.5倍,底物去除率提高37.6%。研究成果可用于難降解廢水、有毒有機廢水生物處理微生物活性的調控,提高降解效率、降低處理成本。 

 該研究成果以Biostimulants application for bacterial metabolic activity promotion and sodium dodecyl sulfate degradation under copper stress爲題,發表在國際環境科學與生態學領域期刊Chemosphere上。中國科學院成都生物研究所陈杨武博士为論文第一作者,谭周亮研究員为論文通讯作者。本研究得到四川省重点研发计划项目、中國科學院青年创新促进会项目以及中科院STS項目的資助。 

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