● 摘要
随着石油工业的发展，石油带来的污染尤其是土壤污染问题备受关注。国际上公认的最有前途的处理方法是生物修复，但大量研究表明修复效果不是十分理想，其原因之一是微生物自身特性的限制。采用诱变技术是获得高效菌剂的有效途径之一，重离子注入技术是一种新型的诱变技术，其特点是生理损伤小、突变率高、突变谱广，应用范围广泛。目前，在微生物诱变育种领域，重离子诱变研究主要集中在工业微生物菌株的选育和改良方面，并且以单一菌株诱变居多，在环境微生物领域研究的不多，而以重离子注入混合菌的研究更是鲜见报道。鉴于此，本研究提出采用离子注入技术诱变选育石油污染土壤修复菌剂，以期获得高效诱变菌系，提高石油污染土壤的生物修复效率。本研究采用C2+离子辐照石油污染土壤修复菌剂Y2，研究重离子注入对菌体存活率及生物活性的影响；以诱变菌系为实验菌剂，通过石油污染土壤修复小试实验，筛选高效诱变菌系，测定其遗传稳定性，并进一步优化菌系的培养条件和土壤修复条件。研究结果表明：以4.5 MeV C2+离子辐照石油污染土壤修复菌剂Y2，对应8种不同注入剂量得到8组诱变菌系Y2-1~Y2-8，其存活率曲线呈双峰“马鞍型”，马鞍点分别为3×1012 ions/cm2和5×1012 ions/cm2，与KeV离子辐照相比，MeV离子辐照存活率较低，离子注入对菌剂脱氢酶活性有一定的影响，在马鞍点处影响较大。以出发菌剂Y2和诱变菌系为实验菌剂进行不同温差下石油污染土壤修复小试实验结果表明：所有菌剂均表现出在10~35℃温度范围内，温度越高，原油中油份降解率越高；实验筛选得到一组高效诱变菌系Y2-6，在温差为10~15℃下，Y2-6原油中油份降解率为49.87%，较出发菌剂Y2提高了11.46%，而温差在15~20℃、20~35℃时，原油中油份降解率分别为44.66%和56.17%，较出发菌剂相比提高不是很明显，仅提高了1.49%和4.79%，诱变菌系Y2-6与Y2相比，其适宜的温度范围较广；遗传稳定性实验结果表明了Y2-6原油中油份降解率逐代降低，遗传稳定性较差；培养条件的优化试验获得的培养基配方为：蔗糖9.64g/L，酵母粉3 g/L，NaCl 10g/L，K2HPO4•3H2O 1 g/L，KH2PO4 1 g/L；正交实验结果表明投菌量、土壤湿度对原油中油份降解率影响很大，其次是硝酸钾用量，蔗糖投量的影响不明显。最佳修复条件为：投菌量108个(cfu)/g干土，湿度30%，硝酸钾16 g/kg干土，蔗糖在修复前期投加1-5 g/kg干土，中后期可以不投加，在此条件下原油中油份降解率可达63.07%。