氧化亚铁硫杆菌驯化培养国内外研究现状
时间:2017-02-07 20:26 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans，简称T.F)为化能自养微生物，具有既能利用亚铁，又能利用硫的双重氧化系统，即铁氧化系统和硫氧化系统。由于T.F的这种特殊生理特征，使其在生物冶金、脱除H2S和S02等气体、煤炭脱硫、酸性废水处理等领域具有潜在的巨大应用价值。目前对T.F的研究中大多数以亚铁作为其能量来源的物质，为使T.F更好地应用在脱硫领域[1]。5543 对于T.F菌的研究使用，经查文献了解如下。在1947年，美国人Colmer和HinkleL首先从矿山酸性废水中分离出l株极端嗜酸杆菌并命名为氧化亚铁硫杆菌[2]。T.F属革兰氏阴性无机化能自养菌、嗜酸、专性好氧，靠氧化基质中的Fe2+为Fe什和低价态硫为硫酸根而获取能量。目前。它在生物冶金、有用金属的回收、生物淋滤和生物脱硫等领域都具有潜在的应用价值，已经成为研究的热点。迄今为止，国内外对于T.F菌的耐有机相（煤油+Lix84n）驯化报道研究很少，经查文献了解到国内外先后报道了耐有机溶剂脂肪酶产生菌的筛选[3]，所产脂肪酶的酶学性质及有机溶剂耐受性能，如Pseudomonas aeruginosa LST一03[4]，Pseudomonas sp．Strain[5]，Pseudomonassp．AG一8，Bacillus sphaericus 205y和Bacil—lus sp．strain 42 C 5J，Yarrowia sp．和Serratiamarcescens ECUl010等。研究中以体积分数l0％的甲苯等有机溶剂为筛选压力，从油污土样和污水等样品中筛选到一株产脂肪酶的有机溶剂耐受菌LXl，对该菌株进行了菌种鉴定，并就该菌株所产脂肪酶粗酶液的酶学性质尤其是有机溶剂对脂肪酶稳定性的影响进行了研究。以体积分数10％的甲苯等有机溶剂为筛选压力，从油污和污水等样品中筛选到一株产耐有机溶剂脂肪酶的有机溶剂耐受茵LXl，经16S rDNA序列分析，该菌株鉴定为Pseudomonasaeruginosa。研究发现菌株LXl所产脂肪酶最适反应pH和温度分别为7．0和40℃，在较宽的PH范围内(6．5～10．5)具有较高的稳定性；金属离子鏊合剂EDTA和Ba2+、Ca2+对LXl脂肪酶活力均有明显的激活作用，推测该脂肪酶为金属激活酶。 为了要使T.F菌有更好的利用前景和实践能力，需要对T.F菌进行驯化。目前T．F的驯化方法主要有矿浆驯化法或纯化学试剂驯化法，如我国刘亚洁等应用含氟矿粉培养基进行了T.F的驯化[7]，随浸出时间延长，培养基中的氟离子逐渐从矿石中释放出来并积累，T.F在该体系中生长并逐渐适应越来越高的F环境，最终得到能耐受0.3 g／L F一的T.F菌株。有的专家为了提高氧化亚铁硫杆菌的驯化效率，获得能耐受高浓度铀和氟离子的T．F菌株，对分离纯化得到的T．f菌株SKS10的耐铀、耐氟驯化方法进行了研究，提出了连续转接驯化和联合驯化方法。针对目前T．F驯化中遇到的问题，本文[8]研究以T．F耐铀、耐氟驯化为例，对驯化方法进行了研究，提出了连续转接驯化方法和联合驯化方法，旨在考察其对提高T.F驯化效率的作用．连续转接驯化法是用上一轮驯化的菌液为母液，接种到含更高浓度毒性因子的培养基中进行驯化．联合驯化法是同时进行耐铀、耐氟驯化，分为3组，第l组先进行耐铀驯化，然后加入F一，第2组先进行耐氟驯化，然后加入U6+，第3组同时加入U6+和F一，每轮驯化都不断增加二者浓度，且接种的细菌母液均为上一轮驯化得到的菌株。结果显示．铀矿石中氟离子浓度随着生物浸出体系中pH值由高到低的变化而呈现出由低到高的线性变化特征；试验用铁一硫氧化细菌对氟离子非常敏感。20mg／L氟离子便会抑制其生长；但经过较高浓度含氟离子培养基长时间培养选择后筛选所得到的菌株却对较高浓度氟离子生长基质有较强的耐受性。直到菌株T.F可在含氟1.48 g／L的溶浸液中一昼夜即可将5 g／L Fe2+完全氧化。结论：（1)连续转接驯化法能加快SKSlo耐受铀离子的能力，快速获得驯化菌株，驯化后再移至含1000mg／Lu6+的培养基中，Fe2+氧化速率比驯化前提高了7.5倍，所需时间为96 h，能获得用传统驯化方法不能得到的耐受1 500 mg／L U6+的菌株。(2)连续转接驯化法能提高SKS10耐受氟离子的能力，能获得用传统驯化方法不能得到的耐受120 mg／L F-的菌株。(3)联合驯化法与传统驯化方法相比，能获得在同时含铀和氟的培养基中具有较强氧化活性的菌株，先耐铀驯化有助于提高驯化效果，在含l 000 mg／L U6+和80mg／L F一的培养基中，先耐铀驯化再耐氟驯化获得的菌株的氧化活性是其他驯化方法的6倍以上。还有我国学者，夏良树[9]等进行了T．F耐铀驯化，采用矿石培养基，驯化40 d得到能耐受2.09／L铀离子的T.F，研究了在温度30℃，pH 2.0的常用浸出条件下，UO22+对氧化亚铁硫杆菌(T．f)生长活性的影响。结果表明，二价铀离子对氧化亚铁硫杆菌的生长活性有较大影响，具体表现在细菌生长的停滞期和对数期均较长，Fe2+的氧化速度慢。在含一定浓度UO22+的培养基中驯化的T．f菌，能耐受UO22+为400~1200 mg／L，而且对Fe2+的氧化速率加快。 (责任编辑：qin) |