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不同浓度的表面活性剂PEG6000、SDS胁迫培养对细菌生长的影响【上】

来源:环境科学导刊 发布时间:2024-06-15 17:14:43 浏览:11 次

表面活性剂是一类加入微少量就能使表面张力减少的有机物,有杀菌、润滑等功能,被广泛应用到各个领域,大量使用时,会带来很多严重的环境问题,给生态环境带来较大影响[1]。表面活性剂对微生物的毒性,一方面是通过与细胞膜中的液态成分作用使细胞膜溶解,另一方面是通过与细胞中的重要功能蛋白发生反应[2],表面活性剂的毒性与类型及表面活性剂浓度有关[3,4]。十二烷基硫酸钠(SDS)为白色或淡黄色粉状,有去污、乳化和优异的发泡力,是一种阴离子表面活性剂;聚乙二醇6000(PEG6000)为白色蜡状固体薄片或颗粒状粉末,属于非离子型表面活性剂[5]。表面活性剂在工业行业中应用较广泛,有杀菌与消毒作用,其主要原因是可以和细菌生物蛋白质发生作用,加速蛋白质分子变性[6],所以微生物生长变化可以直接反映出水体受污染程度,将微生物作为表面活性剂毒性监测指示者具有一定的实用价值[7]。


本实验选择4株细菌作为研究对象。2株革兰氏阳性菌:枯草芽孢杆菌和简单芽孢杆菌;2株革兰氏阴性菌:大肠杆菌和变形杆菌。用不同浓度的表面活性剂PEG6000、SDS胁迫培养后,对4株细菌测定生长曲线,分析不同浓度PEG6000、SDS对细菌生长的影响。结果发现:4株细菌对两种表面活性剂表现出不同的敏感性,两种表面活性剂对细菌的毒性也表现出较大差异,为表面活性剂污染环境后对细菌的影响提供参考。


1材料与方法


1.1供试菌种


枯草芽孢杆菌(BaciLLussubtiLis),简单芽孢杆菌(BaciLLussimpLex),革兰氏阳性菌(G+);


大肠杆菌(EscherichiacoLi),变形杆菌(ProteusvuLgaris),革兰氏阴性菌(G-)。


1.2培养基


LB培养基:胰蛋白胨10g;酵母膏5g;NaCl 10g;蒸馏水1000mL。


1.3方案设计


1.3.1菌种活化


将4株供试菌种在无菌条件下转接于LB培养基,连续转接2次,于35℃恒温培养24h后备用。


1.3.2不同浓度表面活性剂培养基配制


250mL锥形瓶盛100mL LB液体培养基,加入PEG6000,浓度分别为:0、0.5、1.0、1.5、2.0g/L,每个浓度3个平行;加入SDS,浓度分别为:0、0.2、0.4、0.6、0.8g/L,每个浓度3个平行;同时设置对照。


1.3.3胁迫培养


将活化后的斜面菌种用3mL无菌水洗脱3次,合并倒入无菌试管中混匀。


用10mL的移液管将胁迫培养基分别加入三角瓶中,每个三角瓶10mL,用牛皮纸包扎好置于高压蒸汽灭菌锅中灭菌。灭菌后,分别按照浓度梯度为0、0.5、1.0、1.5、2.0g/L添加PEG6000,0、0.2、0.4、0.6、0.8g/L添加SDS,另以不含表面活性剂的培养基作对照,在无菌条件下将扩大培养的菌液按10%的接种量分别接种于上述培养基中,置于摇床(120r/min)上恒温(35℃)摇瓶培养。


1.3.4生长曲线测定


培养过程(96h)中每隔8h无菌操作取样1次,于可见光分光光度计600nm处测其吸光度,每个样品有3个平行,求其平均值,绘制4种细菌在不同浓度PEG6000、SDS胁迫培养过程中的生长曲线。


2结果与分析


2.1 PEG6000胁迫对4株细菌生长曲线的影响


由图1~图3可看出,PEG6000对枯草芽孢杆菌、简单芽孢杆菌和大肠杆菌的生长有影响,PEG6000浓度为0.5~2.0g/L时,对3株细菌的生长都表现为抑制作用;当PEG6000浓度为2.0g/L时,对大肠杆菌的抑制作用明显;简单芽孢杆菌则表现为PEG6000浓度为1.0g/L生长受到明显抑制。有研究[8]发现,低浓度表面活性剂(TCJ0.1g/L和KPS 0.2g/L)对细菌的生长表现为促进作用,高浓度(1.5g/L)表面活性剂对细菌表现出抑制作用,本实验中PEG6000对枯草芽孢杆菌、简单芽孢杆菌和大肠杆菌的生长都表现为抑制作用。聚乙二醇6000(PEG6000)是广泛选用的模拟干旱的渗透剂[9],对细胞的生长发育有较大影响,PEG6000对枯草芽孢杆菌、简单芽孢杆菌和大肠杆菌的生长抑制作用较TCJ和KPS明显,本实验选择PEG6000浓度较高也会影响3株细菌的生长。

图1 PEG6000胁迫下枯草芽孢杆菌生长曲线

图2 PEG6000胁迫下简单芽孢杆菌生长曲线

图3 PEG6000胁迫下大肠杆菌生长曲线


由图4可看出,变形杆菌PEG6000胁迫培养有较强的耐受性和适应性,在96h内变形杆菌的生长表现出上升趋势,24h内变形杆菌的生长低于对照,说明一段时间内PEG6000对变形杆菌的生长有抑制作用,随着培养时间的延长,变形杆菌的生长逐渐升高,应该是大肠杆菌对PEG6000胁迫环境有较强的适应能力,过度地使用表面活性剂也可能使细菌产生耐药性[10]。


实验结果表明,在低浓度下,PEG6000对两种细菌的生长具有一定的刺激作用,在高浓度下,对枯草芽孢杆菌的生长具有抑制作用,但是抑制效果不太明显,对假单胞菌的生长还是表现为促进作用。说明PEG6000的毒性不是太强,对细菌生长的胁迫作用不太显著。且两种细菌对PEG6000的敏感程度不同,枯草芽孢杆菌(G+)比假单胞菌(G-)更敏感,可能原因是两种细菌的结构差异和对不良环境的适应能力不同[5]。


不同浓度的表面活性剂PEG6000、SDS胁迫培养对细菌生长的影响【上】

不同浓度的表面活性剂PEG6000、SDS胁迫培养对细菌生长的影响【下】

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