一株钒还原菌的分离鉴定及V(V)还原机理研究

作者：周睿; 周雅琪; 王丽丽; 盛米雪; 司友斌^*

来源：中国环境科学, 2023, 43(06): 2926-2937.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20230104.014

• V(V)
• 钒还原菌
• 胞外聚合物
• 亚硝酸还原酶
• 还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸

从钒(V)污染土壤中筛选出一株对钒具有还原能力的细菌,探讨不同V(V)浓度、接种量、pH值条件对菌株还原V(V)的影响,研究菌株胞外、胞内还原V(V)的过程及酶活性变化,解析菌株对V(V)的还原机制.结果表明,筛选菌株NC1-2鉴定为一株神户肠杆菌(Enterobacterkobei).该菌株在160mg/L V(V)下培养7d时,V(V)还原率达96.29%;增加接菌量能加快V(V)还原;pH值8.0时菌株对V(V)的还原效果最佳.降低细胞膜通透性,V(V)还原率从71.2%提高至75.0%.不同亚细胞组分对V(V)的还原存在差异,胞外分泌物及细胞质组分对V(V)的还原率分别为41.71%和80.17%,细胞膜组分未发生V(V)还原.菌株还原V(V)过程中,亚硝酸还原酶(NIR)活性和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)含量均有不同程度的提高.发生V(V)还原的细胞组分,胞外多糖及胞外蛋白含量增加,钒在细胞内外均有分布.傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明菌体表面羟基、羰基、酰胺基参与生物吸附;扫描电镜(SEM)显示V(V)还原后菌体周围出现沉淀,能量散射x射线谱(EDS)结果表明沉淀物中有钒元素存在;X射线光电子能谱(XPS)分析表明菌株NC1-2将V(V)还原为V(IV);透射电镜(TEM)结果表明钒在细菌体内被沉淀.综上结果,菌株NC1-2能在细胞内和细胞外还原V(V)并形成不溶性V(IV)沉淀,NIR和NADH参与这一胞内生物转化过程.研究揭示了神户肠杆菌NC1-2还原V(V)的特性及内在机理,并简析其胞内电子传递过程.该菌株在钒污染修复中具有良好的应用前景.

• 单位
  安徽农业大学