重组阿塞拜疆希瓦氏菌的生物修复性能:硝酸盐存在下的铀去除研究

【字体: 时间:2025年05月18日 来源:Current Microbiology 2.3

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  工业废水中污染物去除难题亟待解决,研究人员开展高硝酸盐浓度对天然及重组希瓦氏菌(Shewanella azerbaijanica)还原铀影响的研究。发现重组菌株铀还原率更高,或与克隆mtrC 基因、灭活napB 基因有关,为金属生物还原研究提供新方向。

  
微生物基因工程已成为工业废水污染物去除的有前景方法。阿塞拜疆希瓦氏菌(Shewanella azerbaijanica)具有还原铀的能力。本研究考察了高硝酸盐浓度对天然和重组菌株铀生物还原的影响。通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测量铀生物还原率,利用纽鲍尔计数室在含铀和硝酸盐条件下不同时间间隔(24 小时、1 周、4 周、4 个月和 9 个月)测定厌氧条件下的细菌存活率,评估细菌性能。尽管重组菌株的细胞数量低于野生型菌株,但在含铀和硝酸盐条件下培养 24 小时后,其铀还原率提高了 20%。这表明基因改造增强了细胞外电子传递(EET)。生物修复效率的提高可能归因于克隆的mtrC 基因,该基因促进希瓦氏菌中更有效的电子传递。此外,使用定点突变(SDM)方法使napB 基因失活,可能进一步增强了铀的去除。这种高性能趋势在所有时间间隔内均一致。在野生型阿塞拜疆希瓦氏菌中,1 周、4 周、4 个月和 9 个月后的铀去除率分别为 74%、54%、96% 和 99%。在重组菌中,相同时间点的去除率分别提高至 91%、78%、96% 和 100%。X 射线衍射(XRD)分析进一步证实了生物还原机制,验证了阿塞拜疆希瓦氏菌在硝酸盐存在下还原铀的能力。总体而言,本研究表明重组菌是未来金属生物还原研究的有希望候选者。

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