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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/51406
標題: | 異化性金屬還原菌Shewanella spp. 對不同金屬蓄積特性及降解有機汙染物之能力評估 Assess the ability of dissimilatory metal reducing bacterial Shewanella spp. to accumulate metal and degrade organic pollutant |
作者: | Chien-Liang Liu 劉建良 |
指導教授: | 顏瑞泓(Jui-Hung Yen) |
關鍵字: | Shewanella,鉛,生物性奈米顆粒,穿透式電子顯微鏡,能量色散光譜分析,偶氮染料,生物復育, Shewanella,lead,bionanoparticle,transmission electron microscopy,energy dispersive X-ray spectroscopy,azo dye,bioremediation, |
出版年 : | 2016 |
學位: | 博士 |
摘要: | Shewanella屬為具有異化金屬還原能力的兼氣厭氧菌群,於環境復育上極具應用潛力。本研究自新竹客雅溪及高雄後勁溪底泥分別篩選出代號KR-12與HC-12的Shewanella屬本土菌株。分離株KR-12及HC-12可於含有6 %的鹽分下生長且能氧化醋酸、檸檬酸、甲酸及乳糖做為厭氧生長時的能量來源。此外,兩分離株可還原硝酸根、亞硝酸根與Fe3+,而做為無氧呼吸的最終電子接受者。比對16S rDNA序列,分離株KR-12與菌株Shewanella baltica OS185最為相似,序列相似度為94 %;而HC-12與最相似菌株Shewanella putrefaciens CN-32有著98 % 序列相似度。綜合保守基因序列、脂肪酸組成與含有酵素等試驗結果,推測分離株KR-12為新種。
而具有金屬還原能力是該菌屬的特點,因此試驗添加不同金屬離子與分離株在厭氧環境共同培養,以測試分離株移除溶液中金屬及蓄積在菌體上的能力。結果顯示分離株KR-12對Ag2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+有顯著移除結果;而分離株HC-12則對Ag2+及Pb2+有較佳的移除效果。以穿透式電子顯微鏡觀測金屬蓄積試驗後的菌株,顯示分離株皆可透過還原Ag2+形成銀顆粒的方式而蓄積於菌體上;相對於以Zn2+, Cu2+的金屬蓄積試驗,分離株KR-12及HC-12皆雖可移除溶液中的金屬離子,卻無觀察到任何顆粒產生。值得注意的是,以Pb2+進行金屬蓄積時,分離株KR-12移除Pb2+的過程中,會產生排列呈直線或是曲線的奈米顆粒;對照KR-12,分離株HC-12、模式菌株Shewnella oneidensis MR-1、E.coli及滅菌後的KR-12在相同的培養條件下都不會有類似的顆粒產生。除此之外,KR-12所形成的顆粒直徑會隨著時間增加,並在2小時內由2~3 nm增長至6~8 nm,顯示顆粒的形成與菌體代謝有關;而能量色散光譜結果顯示顆粒的主要組成為Pb與P。此外,同時菌體會延伸出類似菌毛的構造,而這個構造上也出現奈米顆粒。與文獻比較類菌毛構造可能與能傳遞電子功能的奈米線相似。 有機物降解部分,兩株分離株皆無法在96小時內分解或以除草劑草脫淨做為能量來源。然而,兩分離株卻可有效使偶氮染料於厭氧下脫色,而最適當進行脫色反應的條件為pH 7與37 ℃。分離株KR-12在最佳環境下,6小時內可使Methyl Red、Reactive Red 120與Direct Blue 71顏色減少至少75 %;而分離株HC-12擁有更高的反應活性,脫色速率達89.85 % 以上。 綜觀以上試驗結果,顯示分離株KR-12對於金屬蓄積的效果極為顯著,並擁有產生生物性奈米顆粒的潛力;而分離株HC-12則展現相對較佳的偶氮染料脫色能力。若能持續研究,應可找尋更具有生物復育潛力與商業價值的本土菌株。 |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/51406 |
全文授權: | 有償授權 |
顯示於系所單位: | 農業化學系 |
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