水稻土中铁还原菌的分离纯化及铁还原能力分析

1、第36卷第10期西北农林科技大学学报(自然科学版Vol.36No.10 2008年10月Journal of Northwest A&F University(Nat.Sci.Ed.Oct.2008水稻土中铁还原菌的分离纯化及铁还原能力分析王伟民,曲东,徐佳(西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100摘要【目的】对水稻土中铁还原菌进行分离纯化,比较不同培养基的分离效果,研究不同菌株的铁还原特征。【方法】以四川和江西水稻土为材料,采用P T YG固体平板培养基及柠檬酸铁固体培养基(斜面分离出兼性厌氧和严格厌氧的菌株,并通过柠檬酸铁液体培养基及Fe(O H3培养基进行铁还原能力测定

2、,比较不同菌株的Fe(还原率大小、铁还原特征曲线,以及分别在LB液体培养基和柠檬酸铁液体培养基中的生长曲线。【结果】在以葡萄糖为碳源时,来源于江西水稻土的8个菌株对柠檬酸铁的利用率较高,铁还原率为84.34%93.81%,而对Fe(O H3的还原率为71.07%90.90%;来源于四川水稻土的8个菌株对柠檬酸铁的还原率为83.78%93.52%,而对Fe(O H3的还原率为88.19%99.84%。严格厌氧菌株的铁还原速率较快,在培养3d后20个菌株的铁还原率都在90%以上,利用柠檬酸铁的铁还原率为90.49%97.93%,利用Fe(O H3的为94.03%99.57%。在LB液体培养基及柠檬

3、酸铁液体培养基中,不同菌株的对数生长期为1025h,前者的延滞期较短,而后者的细胞产量较大。【结论】由四川和江西水稻土中获得了对柠檬酸铁和Fe(O H3具有高效利用率的铁还原菌株,其中严格厌氧菌株对2种铁源的利用率均明显大于兼性厌氧菌株。兼性厌氧铁还原菌株为革兰氏阴性芽孢杆菌,严格厌氧铁还原菌株为革兰氏阳性,有芽孢,属梭状杆菌。铁还原菌的生长与Fe(的还原具有耦合关系。关键词水稻土;铁还原菌;分离纯化;铁还原率中图分类号S154.3文献标识码A文章编号167129387(20081020103207Isolation of iron2reducing bacteria in paddy soi

4、l and its Fe(reduction potential analysisWAN G Wei2min,QU Dong,XU Jia(College of Resources and Envi ronment,N ort hwest A&F Universit y,Yangling,S haanx i712100,ChinaAbstract:【Objective】The st udy isolated Fe(2reducing bacterium f rom paddy soil,compared t he dif2 ferent isolating result s of di

5、fferent dilution factor,and st udied t he Fe reducing2characters of different st rains.【Met hod】Fe(2reducing bacterium was isolated wit h P T YG plate and Fe(2cit rate medium f rom paddy soil of Jiangxi and Sichuan Province and t he ability of Fe(2reducing potential of bacterium was identified by Fe

6、(O H3cult ure and Fe(2cit rate medium met hod.The rate of Fe(2reducing and t he character curve of Fe(2reduction and growt h of different bacteria were compared.【Result】When u2 sing gluco se as carbo n so urce,8st rains facultative anaerobic bacteria f rom paddy of Jiangxi could reduce Fe(2cit rate

7、quickly and t he rate of Fe(2cit rate reduction was between84.34%-93.81%,but t he rate of Fe(O H3reduction was low,just between71.07%-90.90%.8st rains facultative anaerobic bacteria f rom paddy soil of Sichuan had efficient abilities to reduce Fe(and t he rate of Fe(2cit rate reduction was between83

8、.78%-93.52%,and t he rate of Fe(O H3reduction between88.19%-99.84%.The3收稿日期2007210215基金项目国家自然科学基金项目(40271067,40741005作者简介王伟民(1980-,男,陕西咸阳人,硕士,主要从事土壤环境化学研究。通讯作者曲东(1960-,男,河南陕县人,教授,博士生导师,主要从事土壤环境化学研究。E2mail:dongqust rictly anaerobic bacteria from paddy soil of Jiangxi and Sichuan Province all had effi

9、cient ability to reduce Fe(.20st rains strictly anaerobic bacteria could reduce Fe(quickly,t he rate of Fe(2citrate reduc2 tion was between90.49%-97.93%and t he rate of Fe(O H3reduction between94.03%-99.57%.The lag p hase of different bacteria was almo st between10-25h in LB cult ure and Fe(2cit rat

10、e medium.Bac2 teria had short lag p hase in LB cult ure,and t he outp ut s of cells were larger in Fe(2citrate medium.【Conclusion】Bacteria st rains which can reduce Fe were isolated from paddy soil of Jiangxi and Sichuan,and t he isolated bacteria showed high utilization rate of Fe(2citrate and Fe(O

11、 H3.St rictly anaerobic iron re2 ducing bacterias utilization rate of t he two Fe resources were bot h higher t hen t hat of facultative anaerobic bacterias.Facultative anaerobic bacteria were rod2shaped gram2negative bacteria wit h spores;st rictly anae2 robic bacteria were gram2positive bacteria w

12、it h spores,belonging to f usiform bacillus.The Fe(2reduc2 tion was coupled wit h t he growt h of bacteria.K ey w ords:paddy soil;Fe(2reduction bacterium;isolation;Fe(2reduction rate铁还原微生物通常指具有异化还原Fe(功能的微生物。异化Fe(还原是厌氧沉积物及水稻土中重要的生物化学过程之一,是一些特殊的微生物利用有机物为电子供体,在氧化有机物的同时,以Fe(作为惟一的电子受体,使Fe(还原为Fe(,并由代谢过程中获

13、得能量支持生长1。Yana等2和Lonergan等3综述了厌氧环境中具有异化还原Fe(能力的微生物多样性,并将已知的铁还原微生物划分到确定的系统发生种属中。目前,已经报道的铁还原菌主要包括:严格厌氧菌Geobacteraceae中的一些成员,如由淡水沉积物中分离的Geobacter和海洋环境中的Des ul f uromonas 的一些种425;兼性厌氧菌S hew anell a内的一些种627,以及一些噬温菌和噬热菌829。铁还原菌在细菌域和古菌域几乎都有分布10,这些微生物代谢能力十分强大,不但可利用纤维素等有机物,还可利用各种有机酸和烃类化合物及芳香族化合物作为碳源和能源11213。铁

14、还原菌不仅可以还原铁,而且还可以利用O2、NO3-、NO2-、S0,及多种形态的Fe(、MnO2和一些腐殖酸作为电子受体14216。此外,铁还原菌还可以还原许多痕量金属盐,如Cr2O72-、AsO3-、SeO42-以及一些高价放射性金属,如Co、U(、Tc(17218。Kashefi等19报道,一些异化铁还原的嗜热菌和嗜温菌甚至可以将Au(还原为单质金而沉降。铁还原菌的多样性及其在各种淹水环境中的广泛分布,使人们认识到其在环境中的重要意义。因此,对铁还原菌的分离、提纯、鉴定以及生理代谢和铁还原机理的研究,已成为异化铁还原研究中的热点。针对水稻土中铁还原菌分离纯化的研究在国内尚处于起步阶段,分离

15、方法及分类也鲜见报道。我国水稻土资源丰富,加强水稻土中铁还原机理的研究,无疑具有重要的理论和实际意义。然而,针对水稻土中异化Fe(还原过程的研究却十分有限。因此,为了进一步深入研究铁还原菌的作用机理,本试验在借鉴前人研究成果的基础上,进行了铁还原微生物的分离和筛选,并对其Fe(还原微生物特性进行了研究,这对于阐明土壤中氧化铁的微生物还原机理,认识异化铁还原在稻田生态系统中的重要作用,促进水稻土中污染物的转化与修复具有重要的理论和实际意义。1材料与方法1.1供试土壤供试水稻土分别采自四川省邛崃市迥龙镇柏杨村(用“SC”表示和江西省安福县竹江乡店上村(用“J X”表示。土壤样品自然风干,磨细,过孔

16、径1 mm筛。供试土壤基本理化性状见表1。表1供试土壤的基本理化性质Table1The basic chemical2physic properties of soils土壤Soil 有机质/(mgkg-1O.M.全铁/(gkg-1Total iron无定形铁/(gkg-1Amorphous iron游离铁/(gkg-1Free ironp H细菌总数/(×108g-1Bacteria numberSC48.934.2 3.0811.697.349.14 J X23.919.5 1.94 6.48 4.848.961.2培养基组成1.2.1P T YG培养基蛋白胨0.25g/L,胰蛋

17、白胨0.25g/L,酵母膏0.5g/L,葡萄糖0.5g/L, MgSO47H2O0.6g/L,CaCl22H2O0.07g/L,401西北农林科技大学学报(自然科学版第36卷琼脂粉10g/L,调节培养基p H为7.0。1.2.2柠檬酸铁培养基柠檬酸铁3.3g/L,N H4Cl 1g/L,CaCl22H2O0.07g/L,MgSO47H2O0.6 g/L,K2HPO43H2O0.722g/L,KH2PO40.25g/L,葡萄糖10g/L,琼脂粉10g/L,调节培养基p H为7.0。当去除琼脂粉后即为柠檬酸铁液体培养基。1.3铁还原微生物的分离与纯化1.3.1水稻土中厌氧微生物的恢复培养称取供试水

18、稻土样品10.00g于100mL血清瓶中,加入1 mL人工合成的Fe(O H3悬液(含Fe量为15.4 mg/mL及50mL去离子水,在30下静置暗光培养1周。将培养后的土壤悬液于700r/min离心10 min,取上清液作为微生物接种液。1.3.2兼性厌氧铁还原菌株的分离纯化将1.3.1中的接种液稀释100倍,取100L在P T YG固体培养基平板上涂布,培养皿用封口膜密封,以减少空气中O2的影响。置30培养箱中避光培养2d。选择菌落分布均匀的平板,全部挑取单菌落,分别接入柠檬酸铁液体培养基中培养。培养瓶采用10mL 的血清瓶,每瓶加柠檬酸铁液体培养基5mL,冲氮气5min,密封。如果在培养

19、过程中柠檬酸铁液体培养基由黄绿色逐渐变为白色,表明柠檬酸铁已被还原,此菌株具有还原Fe(的功能。据此分离筛选目的菌株。吸取含目的菌株的培养液100L,在P T YG固体培养基平板上涂布,培养皿用封口膜密封,于30避光培养2d。最大量挑取单菌落,转接于装满LB液体培养基的15mL带盖菌种管中,盖紧管盖,30厌氧培养1d。将培养后的菌种管于3000r/min离心15min,弃上清液,用无菌水洗涤2次,再用1mL无菌水悬浮沉淀制得菌液,转入1.5 mL离心管中,4000r/min离心10min,弃上清液,于4保存。1.3.3严格厌氧铁还原菌株的分离纯化吸取稀释103104倍的1.3.1中接种液1mL

20、,在柠檬酸铁固体培养基斜面上均匀涂布(柠檬酸铁固体培养基斜面在25mL的血清瓶中制备,将血清瓶加橡胶盖,充无菌氮气15min,除去瓶中氧气,用铝盖密封。于30避光培养34d。当铁还原微生物开始生长时,培养基中的柠檬酸铁会逐渐被还原,培养基的颜色由黄绿色逐渐变为白色。将斜面上生长的、能够还原柠檬酸铁的单菌落分别挑入柠檬酸铁液体培养基中继续培养,进一步筛选具有铁还原功能的目的菌株。挑选具有还原柠檬酸铁能力的培养瓶作为接种液,在柠檬酸铁固体培养基上再次涂布,分离纯化目标菌株。最大量挑取单菌落,转接于装满LB液体培养基中扩繁,制得菌液,转入1.5mL 离心管中,4000r/min离心10min,弃上清

21、液,于4保存。1.4铁还原特征曲线与铁还原率的测定选择Fe(为惟一的电子受体,铁源分别采用柠檬酸铁溶液(含Fe量为658.2mg/L和人工合成的Fe(O H3悬液(含Fe量为616.2mg/L。在若干个10mL血清瓶中,分别加入1mL铁源,1mL5 g/L的氯化铵,加盖后于121灭菌30min,冷却后开盖,加入过0.22m滤膜的25mmol/L磷酸缓冲液1mL,300mmol/L葡萄糖溶液1mL,分别接种1.3中分离纯化的菌液1mL,通氮气除去瓶中O2,盖上橡胶盖后用铝盖密封。试验处理中,以不加菌液(补1mL无菌水为对照(C K,以接种不同菌株但不加碳源的处理(补1mL无菌水为对比,用C K1

22、、C K2、C K3、C K4表示。30下暗光培养,分别在不同培养时间下测定培养瓶中Fe(浓度的变化。不同菌株的铁还原率依据测定的Fe(浓度与体系中加入的总Fe(浓度(Fe T比值计算,用百分数(%表示。1.5铁还原菌生长曲线的测定1.5.1不同菌株在LB液体培养基中的生长曲线将纯化扩繁后的菌体用适量LB液体培养基悬浮制得接种液。取12支装有一半LB液体培养基的带盖菌种管,按无菌操作法向每管准确加入1mL 接种液,接种后管中剩余空间用LB液体培养基补满,盖紧管盖后上下摇荡,使菌体混匀。以不接种的装满LB液体培养基管为对照(C K。在30下避光培养。分别在培养的0,2,4,6,8,10,12,1

23、6,20, 26,32,40h取出,放入冰箱中贮存,待测。取样结束后,以未接种的菌种管(C K为测定空白,选用600nm波长,按取样先后进行光密度测定,以菌悬液的光密度值(OD600为纵坐标20、培养时间为横坐标制得菌体生长曲线。1.5.2不同菌株在柠檬酸铁液体培养基中的生长曲线将纯化扩繁后的菌体用适量无菌水悬浮制得接种液,分别转接到柠檬酸铁液体培养基中,接种量为1%(体积分数。然后将接种瓶密封,充无菌氮气,30下避光培养。分别在不同时间段采样,以未接种的菌种管为测定空白,测定600nm波长的光密度值(OD600,绘制菌体生长曲线。同时,测定培养体系中柠檬酸铁的还原率,考察铁还原菌株的生长与铁

24、还原的耦联情况。501第10期王伟民等:水稻土中铁还原菌的分离纯化及铁还原能力分析1.6采样及测定方法吸取1mL培养液,置于4mL0.5mol/L盐酸溶液中浸提,在30下静置浸提24h21,平行3份。将提取液过0.22m滤膜,滤液中Fe(浓度采用邻菲啰啉分光光度法测定22。2结果与分析2.1铁还原微生物的分离与纯化分离兼性厌氧铁还原菌时,使用P T YG固体培养基和柠檬酸铁液体培养基。P T YG固体培养基平板接种时的稀释倍数由多级稀释法确定。由表2可知,选择100倍的稀释倍数比较适宜。通过柠檬酸铁液体培养基可初步对具有铁还原功能的菌株进行筛选。由江西和四川水稻土中分离的93和85株菌中,有3

25、9和42株菌在培养过程中有明显的铁还原现象。通过Fe(浓度测定,江西和四川水稻土中分别有14和26株菌的铁还原率在70%以上。分离严格厌氧铁还原菌时,使用柠檬酸铁固体培养基(斜面。接种液稀释倍数为103104倍。在控制严格厌氧条件下,在斜面上生长的铁还原菌能够将黄绿色的柠檬酸铁还原为白色。直接从柠檬酸铁固体培养基表面挑取具有铁还原能力的单菌落,接入柠檬酸铁液体培养基进一步进行铁还原能力鉴定。表2不同稀释倍数下P T YG平板培养基的菌落数Table2The number of CFU on the P T YG platein different dilution factors水稻土浸提液E

26、xtracted solutionof paddy soil稀释倍数Dilution factor101102103 J X524.7±101.653.3±18.3 4.7±1.5SC956.0±92.0149.7±7.117.3±1.5 2.2不同菌株铁还率的比较由江西和四川水稻土中分离获得的部分兼性厌氧菌株,在以葡萄糖为碳源时对柠檬酸铁和Fe(O H3的还原率见表3。表3兼性厌氧条件下分离的不同菌株的铁还原率(培养6dTable3Fe(2reduction rate of different facultative anaerob

27、ic bacteria(incubated for6days土壤Soil 菌株编号Number ofstrain柠檬酸铁还原率/%Ferric citratereduction rateFe(O H3还原率/%Fe(O H3reduction rate土壤Soil菌株编号Numberof strain柠檬酸铁还原率/%Ferric citratereduction rateFe(O H3还原率/%Fe(O H3reduction rateJ X J X2o290.7979.57J X2o384.3475.72J X2o491.5471.07J X2o586.2383.21J X2o689.64

28、78.15J X2o1893.2490.90J X2o10593.8173.70J X2o10692.3072.89SCSC2o783.7892.97SC2o988.8494.43SC2o1291.3894.01SC2o1791.7793.18SC2o1893.1388.19SC2o2493.0294.64SC2o4293.5289.44SC2o4693.1399.84表4严格厌氧条件下分离的不同菌株的铁还原率(培养3dTable4The Fe(2reduction rate of different strictly anaerobic bacteria(incubated for3days

29、土壤Soil 菌株编号Number ofstrain柠檬酸铁还原率/%Ferric citratereduction rateFe(O H3还原率/%Fe(O H3reduction rate土壤Soil菌株编号Numberof strain柠檬酸铁还原率/%Ferric citratereduction rateFe(O H3还原率/%Fe(O H3reduction rateJ X J X2a397.9396.33J X2a597.6697.75J X2a696.2495.51J X2a892.9296.50J X2a995.1797.69J X2a1094.3696.53J X2a129

30、3.9897.23J X2a1797.2094.03J X2a2093.5599.45J X2a2292.0796.82SCSC2a1194.7095.33SC2a1296.1097.69SC2a1393.8994.52SC2a1493.0695.40SC2a1590.7899.57SC2a1694.1995.06SC2a1794.0494.18SC2a1891.7894.05SC2a1990.4996.68SC2a2495.4195.73由表3可知,来源于江西水稻土的8个菌株,对柠檬酸铁的利用率均较高,铁还原率在84.34% 93.81%,而对Fe(O H3的还原率为71.07%90.90%

31、,表明在6d培养时间内,这些菌株较易于还原离子态的铁。来源于四川水稻土的8个菌株,对柠檬酸铁的还原率为83.78%93.52%,而对601西北农林科技大学学报(自然科学版第36卷Fe (O H 3的还原率为88.19%99.84%,对Fe (O H 3的利用率明显高于柠檬酸铁,表明四川水稻土中分离的菌株铁还原特征与江西水稻土中分离的菌株不同。以葡萄糖为碳源时,严格厌氧条件下分离的不同菌株对柠檬酸铁和Fe (O H 3的还原率列于表4。由表4可知,总体而言,严格厌氧条件下分离的菌株铁还原速率较快,在培养3d 后,20个菌株的铁还原率均在90%以上,其中利用柠檬酸铁的铁还原率为90.49%97.9

32、3%,利用Fe (O H 3的为94.03%99.57%。各菌株对2种铁源的利用率均明显大于兼性厌氧菌株。2.3不同菌株的铁还原特征曲线从兼性厌氧及严格厌氧的铁还原菌株中各选出4个株菌,在厌氧条件下以人工合成的Fe (O H 3为惟一电子受体进行培养,测定不同培养时间下Fe (浓度的变化,得到的铁还原特征曲线见图1和图2。由图1可知,4个兼性厌氧菌株在培养1d 后,Fe (还原进入快速增长期,4d 后Fe (还原率基本达到稳定,除J X 2o6菌株的Fe (O H 3还原率稳定在80%左右外,其他3个菌株均稳定在90% 以上。图14株兼性厌氧菌的铁还原特征曲线Fig.1The characte

33、r curve of Fe (2reduction of 4strains of facultative anaerobic bacteria图24株严格厌氧菌的铁还原特征曲线Fig.2The character curve of Fe (2reduction of 4strains of strictly anaerobic bacteria在4个严格厌氧菌株的铁还原过程中,在培养1.5d 后,J X 2a10和J X 2a8菌株的铁还原率迅速增大,较SC 2a15和SC 2a17菌株提前0.5d ,培养3d 后4个严格厌氧菌株的Fe (O H 3还原率均达到90%以上(图2。在培养体系中,

34、不接菌的C K 及接种4株菌但不加碳源的对照(C K 1、C K 2、C K 3、C K 4的铁还原率几乎为一条直线,说明没有微生物参与及微生物生长受到限制时,Fe (O H 3的还原反应几乎不会发生。2.4不同铁还原菌株的生长曲线不同铁还原菌株在LB 液体培养基及柠檬酸铁液体培养基中的生长曲线分别如图3和图4所示 。图3不同铁还原菌株在LB 液体培养基中的生长曲线Fig.3The character curve of Fe (2reduction of 4strains of facultative anaerobic iron reducing bacteria图4不同铁还原菌株在柠檬酸铁

35、液体培养基中的生长曲线Fig.4The character curve of Fe (2reduction of 4strains of strictly anaerobic iron reducing bacteria由图3和图4可知,总体上看,不同铁还原菌株在LB 液体培养基中停滞期比较短,培养8h 左右生长曲线就进入对数期;在柠檬酸铁液体培养基中,由于其微生物繁殖较快,故在测定生长曲线时将菌悬701第10期王伟民等:水稻土中铁还原菌的分离纯化及铁还原能力分析108 西北农林科技大学学报 ( 自然科学版 第 36 卷 液稀释了 5 倍 。在培养 15 25 h , 不同菌株的生长 曲线可进

36、入对数期 。从测定的柠檬酸铁液体培养基 中菌悬液的光密度比较 , 其微生物生物量远大于用 LB 液体培养基 。 选择严格厌氧菌株 (J X2a10 和兼性厌氧菌株 ( SC2o24 ,同时测定其生长曲线和铁还原特征曲线 , 结果见图 5 和图 6 。从图 5 和图 6 可以看出 ,2 株菌 的生长曲线和铁还原特性曲线有着密切的相关性 。 伴随铁还原细菌生长进入对数期 , 体系中的 Fe ( 还原率也进入快速增长期 ,表明 Fe ( 的还原和铁 还原菌的生长耦合在一起 。 3 讨 论 本研究在分离兼性厌氧菌时发现 , 四川水稻土 样品中的微生物数量显著多于江西水稻土样品 。在 P T YG 固体

37、平板培养基上 , 四川水稻土样品中可培 养的微生物数量是江西水稻土样中的 2 4 倍 ( 表 2 。其中 SC 土样中铁还原率大于 70 %的菌株检出 率约为 31 % ,而 J X 土样中的检出率仅为 15 %左右 , 这一结果可能与不同地区的耕作环境有关 。采自江 西的水稻土属于水稻连作 , 而采自四川的水稻土为 水2旱轮作 ,导致兼性厌氧菌的数量有一定差异 。另 外 ,四川及江西两地水稻土理化性质的差异 ,可能也 是影响微生物种群特征及数量差异的因素 。 本试验通过比较四川和江西水稻土样品中铁还 原菌的形态特征及铁还原特征发现 , 四川和江西水 稻土样品中的兼性厌氧铁还原菌形态上并无明显

38、差 异 ,一般都为浅棕色 ,菌落边缘不规则 ,隆起 ,表面粘 滑 ,透光性差 ,直径 3 mm 左右 , 染色镜检为革兰氏 阴性芽孢杆菌 。但是四川水稻土样品中分离出的兼 性厌氧铁还原菌对氧化铁的还原能力明显高于江西 水稻土样品 。这可能是由两种水稻土样品理化性质 的差异造成的 。四川水稻土样品中全铁含量 、 游离 铁含量以及有机质含量均明显高于江西水稻土样 品 。对江西和四川水稻土样品中分离出的严格厌氧 铁还原菌 ,从菌落形态及显微形态观察可以看出 ,菌 株具有一些共同特征 : 菌落白色 ,粘滑 ,隆起 ,透光性 Fig. 5 Growt h curve and Fe ( 2reductio

39、 n of st rictly anaerobic bacteria J X2a10 图 5 X2a10 的生长曲线和铁还原特征曲线 J 差 ,边缘光滑 , 直径 2 mm 左右 , 革兰氏阳性 , 有芽 孢 ,属 梭 状 杆 菌 ; 其 对 氧 化 铁 的 还 原 率 一 般 都 在 94. 03 %99. 57 % 。通过对江西水稻土和四川水稻 土中铁还原菌的研究可以看出 , 铁还原菌在 2 种水 稻土中都有较多的分布 。比较严格厌氧铁还原菌和 兼性厌氧铁还原菌在 Fe ( O H 3 培养基中的铁还原 特征曲线 ,可以看出 ,严格厌氧铁还原菌对铁的还原 速率明显大于兼性厌氧铁还原菌 。

40、在本研究中 ,只是通过单菌落筛选 ,由土壤中分 离出不同的具有铁还原功能的菌株 , 对这些菌株还 有待进行系统的分类鉴定 。另一方面 , 由于试验中 仅以葡萄糖作为惟一碳源 , 可能会限制一些利用特 殊碳源的铁还原菌的生长 , 也难以获得不同碳源利 用能力的信息 。鉴于微生物呼吸代谢的多样性 , 选 择其他碳源 ,如乙酸盐 、 乳酸盐或丙酮酸盐等代替葡 萄糖 ,还有待进行深入探讨 。 4 结 论 由四川和江西水稻土中分离获得了具有铁还原 能力的兼性厌氧及严格厌氧菌株 。通过对柠檬酸铁 和人工合成 Fe ( O H 3 2 种培养基中铁还原率的比 较 ,都表现出较高的 Fe ( 还原率 。不同水

41、稻土中 分离的兼性厌氧及严格厌氧菌株的铁还原特征具有 一定差异 , 严格厌氧菌株对 2 种铁源的利用率均明 显大于兼性厌氧菌株 。兼性厌氧铁还原菌株为革兰 氏阴性芽孢杆菌 , 严格厌氧铁还原菌株为革兰氏阳 Fig. 6 Growt h curve and Fe ( 2reduction of st rictly anaero bic bacteria SC2o24 图 6 SC2o24 的生长曲线和铁还原特征曲线 第 10 期 王伟民等 : 水稻土中铁还原菌的分离纯化及铁还原能力分析 109 性 ,有芽孢 ,属梭状杆菌 。不同菌株的对数生长期为 1025 h ,且铁还原菌的生长与 Fe ( 的

42、还原具有 耦合关系 。 参考文献 1 Anderson R T ,Lovley D R. Hexadecane decay by met hanogen2 2 Yana B , Barbara A ,Lovley D R. Computational p rediction of 3 Lonergan D J , Phillip s E J P ,Lovley D R. Phylogenetic analysis of dissimilatory Fe ( 2reducing bacteria J . J Bacteriology , crobiol ,1995 ,164 :4062413.

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