一种蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法技术

本发明专利技术公开了一种蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法，属于环境微生物及分子生物学领域。本发明专利技术提供的应用方法，包括：将蒙脱石与细菌在镉胁迫条件下混合培养，调节细菌解毒进程及抗性产生。本发明专利技术提供的应用方法，通过利用蒙脱石调节相应基因表达和酶活性，抵抗一定浓度下的重金属胁迫应激反应，从而保护微生物在恶劣环境下细胞形态、生长代谢等生命活动，进而影响抗性基因的产生。本发明专利技术提供的应用方法，具有方法简单、易操作、原材料价廉易得及效果明显等优点，所使用的蒙脱石对微生物应对重金属的解毒及调节生命活动具有显著的作用。

Application of montmorillonite as microbial conditioner under heavy metal stress

The invention discloses an application method of montmorillonite as a microbial conditioner under heavy metal stress, belonging to the field of environmental microorganism and molecular biology. The application method of the invention includes: mixing and culturing montmorillonite and bacteria under cadmium stress, regulating the detoxification process and resistance generation of bacteria. The application method of the invention, by using montmorillonite to regulate the corresponding gene expression and enzyme activity, resists the stress response of heavy metal stress at a certain concentration, thereby protecting the cell morphology, growth metabolism and other life activities of microorganisms in the harsh environment, and further affecting the generation of resistance genes. The application method provided by the invention has the advantages of simple method, easy operation, cheap raw material, obvious effect, etc., and the montmorillonite used has a significant effect on the detoxification of heavy metals and the regulation of life activities of microorganisms.

【技术实现步骤摘要】
一种蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法
本专利技术属于环境微生物及分子生物学领域，具体涉及一种蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法。
技术介绍
重金属作为一种剧毒物质，在水、土等环境介质中具有较高的背景值，因其具备迁移难、周期长、易累积、毒性高等特点，一直以来备受关注。长期重金属胁迫会造成机体内氧化损伤，DNA链断裂，影响细胞的正常生理和代谢过程，从而对微生物构成威胁，诱导细菌产生重金属抗性。目前微生物重金属抗性机制主要包括生物吸附、胞外沉淀和结晶、重金属外排、胞内隔离和解毒、金属转换等。运用微生物抗性修复重金属已成为一个热门话题。土壤介质中，重金属通常与粘土、微生物共存。研究表明重金属与粘土、微生物间存在离子交换、沉淀、配位等作用。此外，粘土作为土壤中最活跃、最常见的组分与微生物关系密切。大量研究表明粘土能调节微生物的生长代谢、影响微生物的分布、活性，并缓解不利环境（重金属、有机物等）对微生物造成的压力。然而，重金属介导下粘土如何调控微生物抗性这一问题还未被系统研究。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法。本专利技术提供的一种蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法，是基于蒙脱石、微生物及重金属间的亲密作用，利用蒙脱石调节相应基因表达和酶活性，抵抗一定浓度下的重金属胁迫应激反应，从而保护微生物在恶劣环境下细胞形态、生长代谢等生命活动，进而影响抗性基因的产生。在分子生物学水平上，为蒙脱石对微生物在重金属胁迫压力下的解毒提供一定的参考意义。本专利技术提供的方法目的在于应用蒙脱石的调控作用增强微生物重金属抗性。本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。本专利技术提供的蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法，是将蒙脱石与细菌在镉胁迫条件下混合培养，调节细菌解毒进程及抗性产生。本专利技术提供的一种蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法，包括如下步骤：（1）清洗蒙脱石，研磨，过筛得到蒙脱石粉末，干燥，然后灭菌处理，得到灭菌后的蒙脱石粉末；（2）将步骤（1）所述灭菌后的蒙脱石粉末投加入含重金属的培养基中，调节含重金属镉的培养基中微生物抵抗重金属的胁迫，加快微生物解毒进程，帮助微生物解除重金属的毒性。进一步地，步骤（1）所述过筛的筛孔大小为200目。进一步地，步骤（1）所述灭菌处理的方式包括高温高压灭菌；所述高温高压灭菌为在121℃条件下灭菌30min。进一步地，步骤（2）所述灭菌后的蒙脱石粉末与含重金属的培养基的质量体积比为6-20:1g/L。优选地，步骤（2）所述灭菌后的蒙脱石粉末与含重金属的培养基的质量体积比为8-16:1g/L。进一步优选地，步骤（2）所述灭菌后的蒙脱石粉末与含重金属的培养基的质量体积比为16:1g/L。步骤（2）所述含重金属的培养基是为了模拟一个土壤环境，土壤中亦会含有除蒙脱石外的水分及营养物质，此处的培养基是为了给微生物生长提供营养物质，故只要是能提供细菌生长及营养物质的条件便能适用本专利技术提供的方法。进一步地，在步骤（2）所述含重金属的培养基中，重金属的浓度为16-128μg/mL。优选地，在步骤（2）所述含重金属的培养基中，所述重金属为镉、铬及砷中的一种，重金属的浓度为16-128μg/mL。在步骤（2）所述含重金属的培养基中，金属的投加量为1/2MIC浓度-4MIC浓度。优选地，步骤（2）中，细菌的接种量为1%（v/v）。本专利技术提供的方法是为了模拟一个微生物生存的环境，所以需要提供培养基，并且此处重金属浓度是在培养过程中低于对细菌产生完全抑制作用的系列浓度，是为了加速细菌适应重金属压力从而快速产生抗性，故本方法适用于低于细菌最小抑菌浓度下的镉环境，据细菌种类而定。进一步地，步骤（2）所述重金属为镉、铬及砷中的一种。进一步地，步骤（2）所述微生物为自然环境中对重金属敏感的菌株，所述微生物为金黄杆菌及大肠杆菌中的一种。所述重金属是指镉、铬、砷等毒害作用大且广泛存在于环境背景中的物质。进一步地，所述金黄杆菌和大肠杆菌均从中国普通微生物菌种保藏管理中心购入。所述金黄杆菌与大肠杆菌对镉的最小抑菌浓度（minmiuminhibitconcentration-MIC）均为32μg/mL进一步地，所述细菌优选为经过活化并在富集培养液中扩大培养至2.5MCF（1MCF=3x108CFU/ml）的菌液。进一步地，所述应用过程为：将蒙脱石与细菌在镉胁迫条件下混合培养，调节细菌解毒进程及抗性产生。进一步地，所述蒙脱石使用前先经清洗、研磨、筛选、干燥和灭菌处理。本专利技术提供了一种蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法。本专利技术提供的应用方法，包括：将蒙脱石与细菌在镉胁迫条件下混合培养，调节细菌解毒进程及抗性产生。本专利技术提供的应用方法，通过利用蒙脱石调节相应基因表达和酶活性，抵抗一定浓度下的重金属胁迫应激反应，从而保护微生物在恶劣环境下细胞形态、生长代谢等生命活动，进而影响抗性基因的产生。本专利技术提供的应用方法，具有方法简单、易操作、原材料价廉易得及效果明显等优点，所使用的蒙脱石对微生物应对重金属的解毒及调节生命活动具有显著的作用。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：（1）本专利技术提供的蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法，通过利用蒙脱石调节胞内基因表达及蛋白活性，刺激重金属解毒通路，具体体现在活化了重金属转运、代谢、氧化应激、镉累积及维持细胞形态等过程，从而缓解了重金属毒性抑制效应，保证细菌正常的生命代谢活动；（2）本专利技术提供的蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法，具有操作简单、原材料价廉易得及效果明显等优点，蒙脱石的投加对微生物应对重金属的解毒及调节生命活动具有显著的作用，此方法为环境生物修复提供了新的思路。附图说明图1为实施例1与对比例中蒙脱石对镉压力下细菌生长影响折线图。图2为实施例1中细菌在含镉培养基中有无蒙脱石存在下SEM图，其中c部分为空白对照组的SEM图，d部分为阳性对照组1的SEM图，e部分为实施例1组的SEM图。图3为实施例1中蒙脱石和镉处理后的细菌与对比例1中阳性对照组1对比后所得差异表达基因在京都基因与基因组百科全书（Kyotoencyclopediaofgenesandgenomes-KEGG）通路分类信息图。图4为实施例2中蒙脱石和镉处理后的细菌与对比例1中阳性对照组1对比后所得差异表达基因在京都基因与基因组百科全书（Kyotoencyclopediaofgenesandgenomes-KEGG）通路分类信息图。图5为实施例3中蒙脱石和镉处理后的细菌与对比例2中阳性对照组2对比后所得差异表达基因在京都基因与基因组百科全书（Kyotoencyclopediaofgenesandgenomes-KEGG）本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：/n（1）清洗蒙脱石，研磨，过筛得到蒙脱石粉末，干燥，然后灭菌处理，得到灭菌后的蒙脱石粉末；/n（2）将步骤（1）所述灭菌后的蒙脱石粉末投加入含重金属的培养基中，调节含重金属镉的培养基中微生物抵抗重金属的胁迫，加快微生物解毒进程，帮助微生物解除重金属的毒性。/n

【技术特征摘要】
1.一种蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）清洗蒙脱石，研磨，过筛得到蒙脱石粉末，干燥，然后灭菌处理，得到灭菌后的蒙脱石粉末；
（2）将步骤（1）所述灭菌后的蒙脱石粉末投加入含重金属的培养基中，调节含重金属镉的培养基中微生物抵抗重金属的胁迫，加快微生物解毒进程，帮助微生物解除重金属的毒性。


2.根据权利要求1所述的蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法，其特征在于，步骤（1）所述过筛的筛孔大小为200目。


3.根据权利要求1所述的蒙脱石作为重金属胁迫下微生物调理剂的应用方法，其特征在于，步骤（1）所述灭菌处理的方式包括高温高压灭菌。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴平霄，王慧敏，朱能武，李冬平，党志，
申请(专利权)人：华南理工大学，广东粤港供水有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44