Agromyces sp.CS16去除水体中重金属镉、镍、铜、锌离子的研究

【目的】本研究从深圳福田红树林表层土壤中分离出一株潜在放线菌新种Agromyces sp.CS16,研究其对水体中重金属的去除能力以及特征,并初步探究其在去除水体重金属中的实际应用,为利用微生物修复水体重金属污染提供技术支持。【方法】测定菌株CS16对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除能力;测定CS16对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)在胞外吸附和胞内吸收的占比;通过全基因组测序分析CS16基因组中与重金属耐受相关的基因;采用海藻酸钠和聚乙烯醇将CS16包埋,并测定包埋后CS16对重金属的去除能力。【结果】放线菌Agromyces sp.CS16在Cd^(2+)浓度为10μg/mL时对其的去除量最大,为32.95 mg/g,此时对溶液中Cd^(2+)的去除率也最高,达到83.71%;菌株CS16在Ni^(2+)浓度为75μg/mL时去除量最大,为25.09 mg/g,在Ni^(2+)浓度为25μg/mL时去除率最高,为70.27%;CS16在Cu^(2+)浓度为150μg/mL时去除量最大,为30.69 mg/g,在Cu^(2+)浓度为30μg/m L时去除率最高,为80.11%;CS16在Zn^(2+)浓度为125μg/mL时去除量最大,为39.29 mg/g,在Zn^(2+)浓度为25μg/mL时去除率最高,为88.91%。菌株CS16全基因组预测总共有3744个基因,其中有37个基因推测与Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的抗性相关。CS16主要通过将重金属吸附在细胞外表面来去除水体中的重金属,在被海藻酸钠(sodium alginate,SA)与聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)材料包埋后,CS16对Cd^(2+)的去除能力下降,但对Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除能力显著提高。【结论】放线菌Agromyces sp.CS16是一株分离自红树林表层沉积物的新菌,本研究测定了CS16对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除能力,从细胞层面和基因层面初步探索了其对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除机理,并成功用海藻酸钠和聚乙烯醇将其包埋,为探究微生物去除水体重金属离子的机制和之后应用CS16修复水体重金属污染提供了理论基础。

Removal of cadmium, nickel, copper, and zinc ions from water by Agromyces sp. CS16