Ni2+胁迫下嗜酸氧化亚铁硫杆菌亚铁氧化应激效应

作者：仉丽娟; 李雨欣; 范越; 王慧雅; 任凌霄; 丁克强; 王军; 周洪波^*

来源：微生物学报, 2022, 62(08): 3200-3212.

DOI：10.13343/j.cnki.wsxb.20210781

• 嗜酸氧化亚铁硫杆菌
• 重金属胁迫
• 亚铁氧化代谢
• 电化学
• 铁呼吸链

【目的】嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)作为湿法冶金的主要功能菌，其在重金属Ni2+胁迫下的亚铁氧化应激机制还不清楚。【方法】在两步法培养体系中，设计由低到高Ni2+胁迫浓度，利用分光光度法、电化学法和实时荧光定量PCR法等从宏观到微观探究Ni2+胁迫下A. ferrooxidans菌亚铁氧化应激效应。【结果】两步培养法体系下A. ferrooxidans菌能够耐受较高浓度的Ni2+毒性(≤30g/LNi2+)。当Ni2+胁迫浓度增加至40g/L时，与对照组(不添加Ni2+胁迫)相比，A. ferrooxidans亚铁氧化率和速率显著降低(24 h的亚铁氧化抑制率约为59.4%)，亚铁氧化代谢相关的rus操纵子各功能基因的表达量也显著下调，尤其是基因cyc1 (最高下调了16倍)和coxBACD (4个不同亚基最高下调2.7–7.4倍)；同时Fe2+氧化相关的胞外电子传递能力也降低，对照组(0 g/L Ni2+,29.0μA)最大还原峰电流值高于实验组(40 g/L Ni2+,24.5μA)。【结论】超高浓度Ni2+胁迫环境对A. ferrooxidans菌有毒性，导致该菌rus操纵子上各功能基因表达量下调，同时造成胞外电子传递速率降低，最终致使A. ferrooxidans菌亚铁氧化能力降低。研究结果将为含Ni固废高效生物浸出提供理论支持。

• 单位
  南京工程学院; 生物工程学院