产多糖耐镉芽孢杆菌的筛选及其胞外聚合物的组成(2)
作为一种生物毒性极强的重金属元素，镉（Cd）与铅（Pb）、铬（Cr）、砷（As）和汞（Hg）合称为“五毒”[2]，对人体和其它生物都具有很强的毒性。Cd一旦侵入人体之中，即使是微量的Cd，也会通过生物放大和积累各种作用，对身体各个器官及免疫系统等造成不同程度的损伤将会导致严重的疾病，并且会破坏身体器官、引起肾衰竭等。由于镉污染对人体和动植物的健康造成了极大的威胁，如何有效地进行镉污染治理，修复被破坏的生态环境，受到了全社会的广泛关注。关于镉污染修复，目前主要由以下几种方式：物理修复法，这是一种比较传统的修复方式，但是该方法消耗大量人力物力，且存在二次污染等环境问题[3]；电化学修复法，这是一种利用原位修复方法修复土壤污染的技术[4]，虽然这类方法较为经济，但是使用土地局限，并且也存在二次污染的问题；化学修复方法，是通过在重金属污染的土壤直接投入抑制剂以及改良剂，以提高土壤中有机质含量、粘粒等，这类方法较为经济实用，但是重金属离子很容易再度活化，环境中的土壤问题无法得到根治。因此，生物修复作为一种低能量消耗的治理环境的方法，引起了许多科研工作者的关注，其中微生物虽然不能够降解重金属，但是，微生物对重金属的抗性以及解毒作用，可以在一定程度上利用其细胞表面特异蛋白和体内所带的电荷来吸附并转化重金属，从而来实现对重金属污染环境的修复。因此筛选出具有高抗性与吸附功能的微生物，利用其抗性与吸附功能修复重金属污染是当前主要工作。
细菌胞外聚合物（Extracellular polymeric substances，EPS）是在一定环境条件下，由微生物分泌与体外的一些高分子聚合物，如多糖、蛋白质组成，并含有少量的核酸及脂类等，可以固定在细胞表面，形成荚膜或者以粘液的形式释放到土壤溶液中，或结合在生物膜的水合基质表面[5,6]。EPS具有一些可离子化的官能团，如氨基、梭基、磷酸基、和轻基等，可通过糖脂键、蛋白质一糖键、氢键以及离子间的相互作用吸附重金属离子[7]。作为包裹在细胞外部的重要物质，EPS对于生物具有保护功能，能够阻碍不利的生物及非生物因素对细胞的影响，具有缓冲毒物损害细胞的作用。EPS能够与重金属等有毒的无机离子相互结合，阻止无机离子进入细胞内部而实现解毒作用，可以说细菌EPS是一种较好的重金属吸附剂。
本研究旨在筛选出耐受重金属镉的芽孢杆菌，探究在不同浓度重金属胁迫下细菌胞外聚合物中主要组分含量的变化，以期进一步研究细菌耐重金属机理，为微生物修复重金属污染提供菌种资源和理论基础。
1 材料与方法
1．1 实验材料
1．1．1 土样 采集自南京栖霞山矿区农田，共取三点土样，相隔约200 m。
1．1．2 培养基
(1) LB液体培养基：蛋白胨10 g、酵母膏（酵母粉）5 g、氯化钠10 g，定容至1000 mL，pH调至7.0，分装后，在121℃下灭菌25 min后使用。
(2) LB固体培养基：蛋白胨10 g、酵母膏（酵母粉）5 g、氯化钠10 g，定容至1000 mL，pH调至7.0，分装后加入2%琼脂，在121℃下灭菌25 min后使用。
(3) 有氮液体培养基：蔗糖10 g，（NH4)2SO4 1 g，MgSO4.7H2O 0.5 g，NaCl 0.1 g，K2HPO4 2 g，酵母膏0.5 g，定容至1000 mL，分装后，在121℃下灭菌25 min后使用。
(4) 有氮固体培养基：蔗糖10 g，（NH4)2SO4 1 g，MgSO4.7H2O 0.5 g，NaCl 0.1 g，K2HPO4 2 g，酵母膏0.5 g，定容至1000 mL，分装后加入2%琼脂，在121℃下灭菌25 min后使用。
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