位于黄河上游的黄河兰州段,在近几年来,受到重金属以及多环芳烃的污染严重。我们认为当地的微生物已经产生了适应这种污染环境的机制,并且可以被我们利用到环境治理中。本研究收集了黄河沿岸的距离很近的两处土壤样品(样点A和B),然后加入铬(Ⅵ)并在实验室条件下进行37℃恒温培养30天。但是我们只在样点A的土壤样品组中观察到了铬(Ⅵ)的还原。这两个样点在加入铬(Ⅵ)之前和之后的微生物群落的结构,组成以及生物活动的变化通过GeoChip4.0和454焦磷酸测序来分析。GeoChip结果显示,在样点A土壤样品为生物群落中,参与碳循环,氮循环和金属抗性相关基因在铬(Ⅵ)培养30天之后有显著性的(p<0.05)增加。454焦磷酸测序分析显示,A样点土壤样品中Thiobacillus种群占微生物群落的比例在经过30天的铬(Ⅵ)培养之后从0.9%增加至43.7%。这两组土壤样品的铬(Ⅵ)还原的差异可能是由于它们之间硫化合物以及碳源浓度的不同造成的。本研究还从土壤样品中分离出了5株具有铬(Ⅵ)抗性或者还原能力的细菌,通过16S rRNA基因序列比对初步鉴定为Staphylococcus aureus或者lysinibacillus.Lzu-02菌株能够在有氧条件下将40μM汞(Ⅱ)还原为单质汞。Lzu-02在M9培养基中还原汞(Ⅱ)的最佳条件为：pH6和37℃。通过16S rRNA基因序列比对以及Vitek表型鉴定,我们将Lzu-02鉴定为Staphylococcus epidermidis.在Lzu-02菌株中含有一个mer操纵子,目前检测到该操纵子由SmerR, SmerC, SmerT和SmerA基因组成。Lzu-02菌株在含有40μM汞(Ⅱ)的M9培养基中培养后,操纵子中三个基因(SmerC, SmerT和SmerA)的相对表达水平有了显著性的上调(p<0.05)。对于以上细菌的初步研究为兰州黄河段地区重金属的生物修复提供了可行性的理论研究。本研究是对兰州土壤微生物群落的结构,组成以及多样性的首次报道,并且提供了有关铬(Ⅵ)和汞(Ⅱ)的还原机制,为以后在黄河兰州段的污染物的治理提供了基础研究。
