Enterobacter sp.菌株的耐锰特性及表征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00087

摘要/Abstract

摘要：

通过富集培养的方法，从某铀矿周边的稻田土壤中筛选出了一株表现出较强耐锰能力的细菌菌株Enterobacter sp.，命名为NM3。经过菌落形态观察、革兰氏染色以及16S rDNA序列分析的鉴定，确认该细菌归于Enterobacter属。为了研究NM3菌株吸附Mn²⁺的效率及相关吸附机理，运用了原子吸收光谱、扫描电镜和傅里叶红外光谱等多种仪器进行深入分析。结果表明：该菌株对Mn²⁺的耐受性高达8 000 mg·L^-1。在Mn²⁺浓度为4 000 mg·L^-1条件下经过60 h反应，去除率可达93.3%。参与这一吸附过程的主要官能团包括羟基、烷基和酰胺基团等。进一步检测NM3菌株的促生特性及其对青菜富集Mn²⁺的影响时发现，该菌株具备产生生长素IAA的能力，能够显著提升锰胁迫下青菜生物量34.13%~56.09%，并且使青菜中的Mn²⁺含量下降50.09%。

关键词: 耐锰细菌, 去除率, 植物促生, 锰吸附

Abstract:

A bacterial strain exhibiting strong manganese （Mn） tolerance was isolated from paddy soil surrounding a uranium mine using the enrichment culture method and designated as NM3. The bacterium was identified as belonging to the Enterobacter genus through colony morphology， Gram staining， and 16S rDNA sequence analysis. To investigate the adsorption efficiency of Mn²⁺ by the NM3 strain and the associated adsorption mechanisms， we employed atomic absorption spectroscopy， scanning electron microscopy， and Fourier-transform infrared spectroscopy for comprehensive analysis. The results indicated that the strain tolerated Mn²⁺ concentrations of up to 8 000 mg·L^-1. After a 60-hour reaction period at a Mn²⁺ concentration of 4 000 mg·L^-1， the removal rate reached 93.3%. The primary functional groups involved in this adsorption process were identified as hydroxyl， alkyl， and amide groups. Further evaluation of the growth-promoting properties of the NM3 strain and its impact on Mn²⁺ accumulation in green vegetables revealed that the strain produced auxin indole-3-acetic acid （IAA）， which significantly enhanced the biomass of green vegetables under Mn stress， with increases ranging from 34.13% to 56.09%. Additionally， the Mn²⁺ content in the green vegetables decreased by 50.09%. In summary， the NM3 strain not only demonstrates high tolerance and strong adsorption capacity but also represents a promising new microbial resource for mitigating soil Mn pollution， thereby ensuring vegetable safety.

Key words: manganese resistant bacteria, removal rate, plant promotion, manganese adsorptions

中图分类号:

Q935

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图/表 6

图1 NM3菌株的菌落形态及系统发育树

Fig.1 Colony morphology and phylogenetic tree of NM3 strain

图2 NH3菌株在锰环境下作用效果

Fig.2 Effect of NH3 strain under manganese condition

图3 锰胁迫下菌株NM3的SEM图像和EDX元素分析

Fig.3 SEM image and EDX analysis of strain NM3 under manganese stress

图4 傅里叶变换红外光谱分析图

Fig.4 Fourier transform infrared spectrum analysis

表1 NM3菌株促生特性

Table 1 NM3 strains

检测特性	检测结果
IAA/(mg·L^-1)	46.83 ± 0.92
溶磷/(mg·L^-1)	0.74 ± 0.02
铁载体/(mg·L^-1)	1.21 ± 0.24

图5 NM3菌株对青菜生长及富集锰的影响

Fig.5 Effect of NM3 strain on growth and manganese enrichment of green vegetables

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