重金属胁迫培养对2种细菌生长曲线的影响(1)
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安徽农业科学。JournalofAnhuiAg,i.Sei.2011.39(1):443—446责任编辑陈秀晨责任校对傅真治重金属胁迫培养对2种细菌生长曲线的影响李淑英,苏亚丽,周元清,史云东,别金蓉(玉溪师范学院资源环境学院,云南玉溪653100)
摘要[目的]研究重金属胁迫培养对2种细菌生长曲线的影响。[方法]以大肠杆菌和枯草芽孢杆茵2种典型细菌为试验材料,采用传统培养方法,选择5种重金属离子cu“、H92+、Pb“、cd2+、cr6+在不同浓度下对其进行胁迫培养,通过测定2种细菌的生长曲线,研究外源性重金属对2种细菌生长的影响。[结果]Hg“、cd2+毒性较强。2种细茵的增殖在高浓度时受到抑制,G+比G一更为敏感;当重金属浓度>50ms/L后,5种重金属的对2种细茵的毒性顺序为Hg“>Cd“>Cu“>Cr6+一Pb“。[结论]该研究结果为进一步研究重金属
对环境及生态系统的影响奠定基础。关键词重金属;大肠杆茵;枯草芽孢杆菌;生长曲线;胁迫中图分类号X172文献标识码A文章编号0517—6611(2011)01—00443一04
EffectsofHeavyMetaIStresstheGrowthCurvesofTwoKindsofBacteriaLIShu-yl嚷“al(CollegeofResourcesandEnvironment,YuxiNormalUniversity,Yuxi,Yunnan653100)
Abstract[ObjectiveTheaimstudytheeffectsofheavymetalstressthegrowthofEscherichiacoliandBacillussubtili.【Method]Usingtraditionalculturemethod,EscherichiacoliandBacillussubtiliwereculturedunderheavymetalincludingCu“.Hg“,
Pb“.C∥+andCr6+indifferentconcentrations.Thentllegrowthofthebacteriadeterminedtoinvestigatetheeffectsofexogenous
heavymetalsthegrowthofthetWOkindsofbacteria.IResultTheproliferationoftIIetwobacteriawasinhibitedhighconcentrationsof
Hg“andCd“respectively,andG+iSmoresensitivetothemthanG一;whentheheavymetalconcentrationWas>50mg/L.tlletoxicityofthefivekindsofheavymetalsthetwobacteriaHg“>Cd“>Cu“>C,+≈Pb“.fConclusion1Theresearchwillprovidebasis
exploretheeffectsofheavymetalenvironmentandecological
system.
KeywordsHeavymetal;Escherichiacoli;Bacillussubtili:Growthci.Erve:Stress
重金属对环境及生态系统有长期的毒性而且容易在生物体内积累形成一系列毒害效应,通常情况下,受重金属胁迫后微生物会产生2个明显效应:①不适应生长的微生物数量会减少或绝灭;②适应生长的微生物数量会增加或积累¨。1。一般情况下,重金属不能被微生物降解并且对它们具有毒害作用,但微生物对重金属又有一定的抗性和解毒作用,可以吸附和转化重金属一“1。在重金属的选择作用下,微生物不断增强自己的耐性、抗性、有高度的选择性”1。从目前的研究来看,环境中重金属的加入,对微生物种类、活性产生作用哺一“,重金属会影响细菌、真菌、放线菌等微生物的生长数量,在低浓度下,重金属对微生物数量一般有刺激作用,而在高浓度下则有抑制作用。笔者采用传统的微生物培养法,在培养基中加入不同浓度的Cu2+、H92+、Pb“、cd“、cr6+5种重金属,对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌进行胁迫培养,培养过程中每隔2h测定1次OD值,绘制2种细菌的生长曲线,结果发现H92+、Cd“毒性较强,2种细菌的增殖在高浓度时受到抑制,G+比G一更为敏感;当重金属浓度>50mg/L后,5种重金属对2种细菌的毒性顺序为H92+>Cd“>Cu“>Cr6+一Pb“。l材料与方法1.1供试菌种革兰氏阴性(G一)代表菌种大肠杆菌(Esch-erichiacoli),革兰氏阳性(G+)代表菌种枯草芽孢杆菌(砌.cillussubtilis)。1.2培养基大肠杆菌和枯草芽孢杆菌均采用LB培养基I配制方法如参考文献[8]。基金项目云南省教育厅科学研究基金项目“重金属对几种微生物的胁迫生理毒性研究”(09Y0382);云南省自然基金项目“重金属污染中三种水生植物的毒害机理研究”(2008ZCl6lM)。作者筒介李淑英(1973一),女,云南江川人,讲师,硕士,从事微生物教学及研究工作。收稿日期2010—10-081.3方案设计1.3.1扩大培养。将活化后的斜面菌种用5lId无菌水洗脱于装有200mlLB液体培养基的锥形瓶中,置于摇床(180r/min)上恒温(35℃)预培养24h。
1.3.2胁迫培养。配制LB液体培养基,分别添加PbCI:(A.R),CdCl2(A.R),K:Cr20,(A.R),HgI:(A.R),CuS04(A.R),使pb2+、Cd“、Cr6+、Hgz+、Cu“浓度梯度为5、10、15、20、30、40、50、80.和100ms/L(以纯Pb2+、Cd2+、Cr6+、Cu“和H92+计),另以不含任何重金属离子的LB液体培养基作对照,将预培养的菌液按10%的接种量分别接种于上述培养基中,置于摇床(180r/rain)上恒温(35℃)摇瓶培养。1.3.3生长曲线测定。培养过程中每隔2h用紫外光栅分光光度计,于600nm波长测其光密度,绘制不同微生物在不同浓度重金属胁迫后的生长曲线。2结果与分析2.1I酵+胁迫对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌生长曲线的影
响由图l可知,H92+浓度为5—30mg/L时在短时间内对大肠杆菌生长影响不大,大肠杆菌呈现逐渐增加的趋势,当培养时间为26h时大肠杆菌的数量趋向稳定;H92+浓度为20~30mg/L时对大肠杆菌生长具有一定的促进作用,大肠
杆菌数量在一定时间内比没有添加H92+时的数量要多;H92+浓度为40mg/L时大肠杆菌的数量开始减少,表现出一
定的抑制作用;H92+浓度为50—100ms/L时大肠杆菌的数量没有明显变化,说明高浓度的H92+完全抑制大肠杆菌的生长。由图2可知,H92+浓度为20ms/L时对枯草芽孢杆菌的生长具有促进作用,当H92+浓度为50mg/L时,开始表现而出对枯草芽孢杆菌的生长抑制作用,H92+浓度为80—100
.g/L时完全抑制枯草芽孢杆菌的生长,与相关理论及试验旧。7,1结论相同,高浓度的H92+对2种细菌的生长产生抑制作用,通过对2种细菌OD值对比发现,G+比G一对H92+更敏感,主要原因可能是2种细菌的结构不同和对不良环境万方数据安徽农业科学2011定的适应差异造成的。L8,时磐”唑
L6箬L4璺L281.0晕n88n6n4n2L_。..。J_._._J.____JL-。_。_·____。■-____--__.__·-___。J-.___。■__-.-·__-。_·___--·_____J-__一2468lO12141618202224262830培养时间CulturetimeⅣh圈1H92+胁迫下大肠杆菌生长曲线Fig.1GrowthcⅫfveofEscherichiacoliunder呼+stress譬害8迥8培养时问Oal.turetimIIh图2Hf+胁迫下枯草芽孢菌生长曲线Fig.2GrowthofBac///ussubO//sunderII矿+stress2.2Cu2+胁迫对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌生长曲线的影响由图3可知,Cu“在浓度5~15zng/L时对大肠杆菌的生长无明显影响,cu“浓度为20—30mg/L对大肠杆菌的生长具有一定的促进作用,Cu“浓度为40一100mg/L时,表现出对大肠杆菌生长的抑制作用(80n,∥L时例外,可能是测量误差所致),Cu“浓度为100n埕r/L时抑制作用最明显。由图4可知,Cu2+浓度为5、15、20mg/L对枯草芽孢杆菌的生长具有一定促进作用,Cu“浓度从30~100mg/L对枯草芽孢杆菌的生长的抑制作用逐渐增强,但随着培养时间的延长,2种细菌仍有生长,因此cu“对2种细菌的毒性没有H92+对2种细菌的毒性强,在铜对土壤微生物毒性的研究中表明,低浓度铜对土壤微生物生物量有显著刺激作用,高浓度时则有抑制作用【1…,与该试验结果基本相似。詈霉8g8付浓度Ⅳ唱,L—-一0--t1--3024681012141618202224262830培养时间Cu[tufttimeIIh图3C一+胁迫下大肠杆菌生长曲线Fig.3GrowthofEscherichiacoilunderCu2+stress2.3Pb“、Cr6+胁遑对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌生长曲线的影响由图5—8可知,Pb“、Cr6+对2种细菌的生长影响不詈害8j壁81.61.4呈L2宣1.oj璺n88n6n4024681012141618202224262830培养时间CulturetimⅣh图5n2+胁迫下大肠杆菌生长曲线啦.5GrowthofEscherichiacoliunderPb2+stress詈=8捌8o产—4言盲气矗丌r茅育葡气—产芦赫2681012141618202224262830培养对间CuLturetimⅣh图6pb2+胁迫下枯草芽孢菌生长曲线飚.6GrowthofBac///us¥/gbl妇u皿dhPb2+stress4242LLLLn
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