幾種陰離子配體和細(xì)菌對(duì)土壤膠體和礦物吸附DNA的影響.pdf

1、本文以我國(guó)暖溫帶和亞熱帶地區(qū)代表性土壤～棕壤和紅壤為材料，研究了革蘭氏陽(yáng)性的蘇云金芽孢桿菌(B. thuringiensis)和革蘭氏陰性的惡臭假單胞菌(P.putida)以及酒石酸根、檸檬酸根和磷酸根等有機(jī)、無(wú)機(jī)配體對(duì)DNA在土壤膠體和代表性礦物表面吸附的影響，為闡明.DNA在土壤環(huán)境中的存在狀態(tài)、與土壤組分的結(jié)合機(jī)制、最終歸宿及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)果如下： 1.B.thuringiensis和P. putida

2、在相應(yīng)pH條件下對(duì)DNA的最大吸附量相當(dāng)，在pH 7.0時(shí)分別為7.79 μg mg<'-1>和7.29μg mg<'-1>，在pH 5.5時(shí)分別為10.59μg mg<'-1>和10.39 μg mg<'-1>，P.putida對(duì)DNA的吸附親和力在兩種pH條件下都強(qiáng)于B.thuringiensis；兩種細(xì)菌對(duì)DNA的吸附量均隨著體系pH的升高而降低。 2.兩種細(xì)菌對(duì)DNA在土壤膠體表面的吸附容量和吸附親和力的影響差異顯著。B

3、.thuringiensis使棕壤膠體和紅壤膠體對(duì)DNA的吸附容量均成倍增加，而吸附親和力均顯著減弱。P. putida使棕壤膠體對(duì)DNA的吸附容量增加88.4～90.7％，吸附親和力在含有機(jī)質(zhì)體系降低，在去有機(jī)質(zhì)體系增大；在紅壤膠體體系中，P. putida使含有機(jī)質(zhì)體系的吸附容量減小21.5％，吸附親和力在含有機(jī)質(zhì)體系增大，在去有機(jī)質(zhì)體系減小。 3.B.thuringiensis降低蒙脫石對(duì)DNA的最大吸附量，而P. put

4、ida使其吸附DNA的容量增大，兩種細(xì)菌均使蒙脫石對(duì)DNA的吸附親和力減弱。B.thuringiensis使高嶺石和針鐵礦對(duì)DNA的吸附容量增大，DNA的吸附親和力減弱；P.putida使兩種礦物對(duì)DNA的吸附容量降低，吸附親和力在pH 7.0的體系中增強(qiáng)，在pH 5.5的體系中減弱。 4.通過(guò)Tris-HCI/NaAc-HAc緩沖液、氯化鈉、磷酸鈉緩沖液對(duì)細(xì)菌細(xì)胞、土壤膠體和礦物及其細(xì)菌復(fù)合物表面吸附態(tài)DNA的連續(xù)解吸，表明D

5、NA在細(xì)菌細(xì)胞表面主要通過(guò)靜電作用吸附；在土壤膠體和礦物一細(xì)菌復(fù)合體系中，DNA的靜電吸附作用比例增大，配位交換吸附的比例減小。但在pH 5.5的高嶺石體系中，細(xì)菌的復(fù)合使DNA通過(guò)靜電作用和配位交換作用吸附的比例均增大。 5.pH 7.0時(shí)，在棕壤膠體和針鐵礦表面，磷酸、檸檬酸和酒石酸配體在整個(gè)供試濃度范圍內(nèi)(0～200/0～80 mmol L<'-1>)均抑制DNA的吸附，配體抑制效率的強(qiáng)弱為磷酸根>檸檬酸配體>酒石酸配體。

6、在蒙脫石表面，配體對(duì)DNA的吸附也都起抑制作用，三種配體的抑制效率相當(dāng)。而在高嶺石表面，配體在較低濃度(0～10 mmol L<'-1>)時(shí)抑制DNA的吸附，在較高濃度(10～200/80 mmol L<'-1>)時(shí)促進(jìn)DNA的吸附，磷酸根的促進(jìn)效率大于酒石酸和檸檬酸配體。陰離子配體對(duì)DNA在棕壤膠體表面吸附的抑制作用可能主要與其含有豐富的2：1型礦物有關(guān)。 6.pH 5.5時(shí)，在紅壤膠體表面，磷酸和檸檬酸配體在較低濃度(0～1

7、0/20 mmol L<'-1>)時(shí)抑制DNA的吸附，在較高濃度(10～200/20～80 mmol L<'-1>)時(shí)促進(jìn)DNA的吸附。磷酸(0～200 mmol L<'-1>)和檸檬酸配體(0～80 mmol L<'-1>)抑制DNA在針鐵礦表面的吸附，促進(jìn)蒙脫石和高嶺石對(duì)DNA的吸附，磷酸根對(duì)針鐵礦吸附DNA的抑制效率強(qiáng)于檸檬酸配體。在供試濃度范圍，酒石酸配體對(duì)土壤膠體和礦物表面DNA的吸附均起持續(xù)的促進(jìn)作用。三種配體在高嶺石和蒙脫

8、石表面促進(jìn)效率的強(qiáng)弱為：酒石酸配體>磷酸根>檸檬酸配體?？梢哉J(rèn)為，陰離子配體在低濃度時(shí)對(duì)DNA在紅壤膠體表面吸附的抑制作用可能與其所含的鐵氧化物有關(guān)，而高濃度時(shí)的促進(jìn)作用可能主要是由于其富含高嶺石礦物。 7．DNA先于配體、后于配體和與配體同時(shí)加入供試體系的三種加入順序?qū)NA吸附的影響隨著土壤膠體和礦物體系的不同而不同。pH 7.0的條件下，在棕壤膠體和針鐵礦表面，DNA先于配體加入時(shí)具有最大的DNA吸附量，而在蒙脫石和高嶺石