全 文 ：　 　 倡 山西省教育厅项目 （２００２０２８ 、２００１０３３）和山西省自然科学基金项目（２００２１０８３）资助
　 　 倡倡 通讯作者
收稿日期 ：２００５唱０７唱０６ 　 改回日期 ：２００５唱０９唱０８
土壤中耐铅微生物的筛选 倡
陈灿灿 　谢英荷倡倡 洪坚平 　何小凤 　李红梅
（山西农业大学资源环境学院 　 太谷 　 ０３０８０１）
摘 　 要 　 通过在培养基中加入一定浓度的 Pb（３００mg／ kg） ，从土壤中分离到 １２ 株耐 Pb 微生物菌株 。 其中细菌菌
株为 １ ～ ５ 号 ，放线菌为 ６ ～ ９ 号 ，真菌为 １０ ～ １２ 号 。 经过形态学观察 、拮抗试验以及液体培养和土壤模拟试验中
降低 Pb效果测试 ，发现 １２株菌对有效态铅都有一定的降低作用 。 在液体培养中 ３号 、４号 、６ 号 、７ 号 、８ 号和 １０ 号
菌株的降低效果最好 ，降低率超过 ７０ ％ ，在土壤培养中 ３ 号和 ７ 号的降低作用最明显 ，降低率分别为 ６３畅８ ％ 和
６６ ％ 。
关键词 　 Pb 　 耐 Pb微生物菌株 　 筛选
Selection of lead唱resistant strains of microorganisms from soil ．CHEN Can唱Can ， XIE Ying唱He ，HONG Jian唱Ping ，HE
Xiao唱Feng ，LI Hong唱Mei（College of Resource and Environment ，Shanxi Agricultural Universit y ，Taigu ０３０８０１ ，China） ，
CJEA ，２００７ ，１５（２） ：８５ ～ ８７
Abstract 　 Twelve very strong lead唱resistant st rains of microbes were isolated from soil through adding a definite concen唱
t ration of Pb （３００mg／kg） in the medium ．No畅１ to No畅５ st rains were bacteria ，No畅６ to No畅９ were actinomyces and
No畅１０ to No畅１２ were fungi ．Through observation on their microcosmic morphology ，antagonizing test and simulated Pb唱
removing experiments of lead唱contaminated liquid and soil by these bacterium ，it is found that twelve resistant strains of
microbe are effective in lead唱reducing ．The lead唱reducing effects of No畅３ ，No畅４ ，No畅６ ，No畅７ ，No畅８ and No畅１０ are higher
in liquid test ，the reducing rate can reach more than ７０ ％ ；the effects of No畅３ and No畅７ are higher in soil ，the reducing
rate can reach ６３畅８ ％ and ６６ ％ ，respectively ．
Key words 　 Lead ，Pb唱resistance strains ，Screening
（Received July ６ ，２００５ ；revised Sept ．８ ，２００５）
随着现代工业的发展 ，废水 、废气 、废渣不断排入土壤 ，使重金属污染土壤面积逐步扩大 ，污染程度不断
加深 。 众所周知 ，土壤是重要的环境要素之一 ，是生态系统物质交换和能量循环的中心环节 ，与人类的生存
息息相关 。 污染物可在土壤中积累 ，并且通过食物链对人体产生危害［１ ，２］ 。 虽然 Pb 在土壤中的溶解度低 ，
不易流动 ，但由于 Pb矿开采 、冶炼 、加工等使 Pb 尘逸散 ，加 Pb汽油的大量使用 ，以及蓄电池 、印刷业 、染料 、
油漆等工业废水进入土壤 ，使得土壤受 Pb 污染面积越来越大 。 因此 ，受 Pb 污染土壤的修复是目前各国普
遍关注的研究内容之一 。 目前 ，已建立的污染土壤的修复技术有隔离包埋技术 、固化稳定技术 、化学稳定技
术 、电动修复技术 、植物提取技术 、微生物修复技术等 。 其中微生物修复主要是借助微生物的生化反应来清
除或稳定环境中的有害物质 ，它以成本低 、无二次污染的优点越来越受到人们的关注［２ ～ ６］ 。 但是由于细胞
本身结构组成的复杂性 ，对修复机理的研究还不够深入 。 本研究从山西省太谷县受 Pb 污染的土壤中筛选
出 １２ 株耐 Pb的微生物菌种 ，以期为微生物修复 Pb 污染土壤寻求一条高效环保的途径 。
1 　 试验材料与方法
试验材料为醋酸铅 。 培养基为 PGY 培养基 、高氏合成一号培养基和 PDA 培养基［７］ 。 筛选菌种的土样
分别取自太谷县 １０８ 国道旁和 ７５３ 路口花池内 ，含 Pb 量在 ６７mg／kg ～ ９３mg／kg之间 。 供试土样采自山西农
业大学西校门外建筑工地 ，土壤碱解氮含量 １１畅９８４mg／kg ，速效磷 ５畅０３４６mg／kg ，速效钾 ９０畅６７１mg／kg ，pH
第 １５卷第 ２ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．２
２ ０ ０ ７ 年 ３ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ，　 ２００７
８畅５４ 。 土样风干 ，剔除根系 、碎石 ，碾碎 、过筛备用 。
耐 Pb 菌株的筛选 、分离 、纯化采用平板分离稀释法 。 将取来的土样按梯度稀释法制备菌悬液 ，将菌悬
液分别涂布在 Pb含量为 ３００mg／kg 的 PGY 培养基 、高氏一号合成培养基和 PDA 培养基上 ，３０ ℃ 下培养 。
然后将菌落多次划线纯化后 ，转接入含 Pb ３００mg／kg 培养基中备用 。 将纯化的菌株在培养皿中培养 ，观察
菌落形态 。 细菌用革兰氏染色法染色 ，观察其微观形态 ；将筛选出的真菌和放线菌进行拮抗试验 。 用接种
针分别挑取少许备用的纯化菌株菌落 ，接种于含有效铅 ３００mg／kg 的液体培养基中 ，室温下以 １５０ 转／min振
荡培养 。 每隔 ２d 取样一次 ，用石墨炉法测定有效铅含量［８］ ，以此来测定耐 Pb 菌株在液体中的除 Pb 作用 。
将筛选分离出的菌株转接入液体培养基中进行扩大培养 ，３d 后从每瓶菌液中分别吸取 １０mL ，转入含
Pb３００mg／kg 的 １００g土壤中 ，培养 ５d后 ，用石墨炉法测定其有效铅含量［８］ ，以此来测定耐 Pb 菌株在土壤中
的除 Pb 作用 。
表 1 　 不同细菌的菌落形态
Tab畅１ 　 The colonial morphology of differen t bacteria
编号
Code
菌落大小 ／mm
Size
菌落形状
Form
边缘
Rim
表面
Surface
颜色
Colo r
黏度
Viscosity
１ １ ～ ３ 点状 、垫状 完整 光滑 白 　 色 黏稠
２ ８ ～ １０ 圆形 、凸透镜状 完整 光滑 土黄色 黏稠
３ １ ～ １畅５ 点状 、垫状 完整 光滑 淡黄色 黏稠
４ ２ ～ ３ 点状 、垫状 完整 光滑 白 　 色 黏稠
５ ３ ～ ５ 不规则状 、扁平 波状 有皱褶 土黄色 不黏稠
2 　 结果与分析
2畅1 　 耐 Pb菌株的菌落观察分析
经过培养 、平板分离从所采土样中共筛选得
到 １２ 株耐 Pb菌株 ，其中细菌 ５ 株 ，放线菌 ４ 株 ，
真菌 ３ 株 。 标号 １ ～ ５ 为细菌 、６ ～ ９ 为放线菌 、
１０ ～ １２ 为真菌 。 细菌菌落经过多次纯化分离
后 ，其菌落基本形态见表 １ 。 由表 １ 可知 ，细菌
菌落均在 １ ～ １０mm 范围内 ，菌落颜色主要有白
　 　色和黄色 ２ 种 。 除 ５ 号菌株无固定形状 、扁平 、有皱褶 、
不黏稠外 ，其余菌落都有固定形状 ，边缘完整 ，有隆起 ，表
面光滑 ，黏稠 。 放线菌菌落经过多次纯化分离后 ，单菌落
基本形态见表 ２ 。 从表 ２ 可看出 ，放线菌菌落大小均在 １
～ ６mm 之间 ，表面一致 ，干燥 ，粉粒状 ，易于挑起 ，但颜色
各异 ，分别为银白色 、粉色 、白色和黄绿色 。 真菌菌落经
过多次纯化分离后 ，单菌落基本形态见表 ３ 。 由表 ３ 可
　 　 　 　
表 2 　 不同放线菌菌落形态
Tab畅２ 　 The colonial morphology of different actinomycetes
编号 菌落大小 ／mm 表面特征 颜色
Code Size Charac ter of surf ace 　 Color
６ ４ ～ ６ 干燥 ，粉粒状 ，易于挑起 银白色
７ ２ ～ ４ 干燥 ，粉粒状 ，易于挑起 粉 　 色
８ １ ～ ２ 干燥 ，粉粒状 ，易于挑起 白 　 色
９ １ ～ ２ 干燥 ，粉粒状 ，易于挑起 黄绿色
表 3 　不同真菌菌落形态
Tab畅３ 　 The colonial morphology of differen t fungi
编号 菌落大小 ／mm 外观结构 颜色 是否易于挑起 边缘 表面
Code Size Form Color Peeling o ff status Rim Surf ace
１０ ３ ～ ５ 毡状 青绿色 易 不整齐 粉粒状
１１ 扩展到整个培养基 毛状 黑 　 色 易 － 粉粒状
１２ ４ ～ ６ 绒状 白 　 色 不易 不整齐 不光滑
看出真菌的菌落明显比细菌 、放线菌落
大 ，１１ 号菌株甚至扩展到整个培养基 。
真菌的外观结构和颜色各异 ，１０ 号 、１１
号菌易于用接种针挑起 ，但 １２ 号菌和培
养基结合紧密 ，不易用接种针挑起 。 真
菌基本上都没有整齐的边缘 ，表面都不
光滑 。
2畅2 　 细菌的微观形态与耐 Pb菌株的拮抗作用
对细菌进行微观观察发现 ，１ 号菌株形态为卵形 ，革兰氏染色后为红色 ，属革兰氏阴性菌 ；２ 号菌株为长
杆状菌 ，革兰氏染色后为紫色 ，属革兰氏阳性菌 ；３ 号菌株椭圆形 ，革兰氏染色后为红色 ，属革兰氏阴性菌 ；４
号菌株为葡萄球状实心菌 ，革兰氏染色后为红色 ，属革兰氏阴性菌 ；５ 号菌株是一种短杆状菌 ，革兰氏染色后
为紫色 ，属革兰氏阳性菌 。 经过培养 、观察发现 ，放线菌 ８ 号菌株和真菌 １０ 号 、１１ 号之间有拮抗 ，放线菌 ６
号和 ７ 号之间发生拮抗 ，其余菌株间均无拮抗现象 。
2畅3 　 液体培养中不同菌株对 Pb的降低效果
经过液体培养后各菌株对培养液中有效铅的影响见表 ４ 。 由表 ４ 可以看出 ，随着时间的延长 ，各菌株对
有效铅的降低率提高 。 培养 ２d后 ，５ 个细菌菌株对有效铅的降低率大小为 ４ 号 ＞ ３ 号 ＞ ２ 号 ＞ １ 号 ＝ ５ 号 。
４ 号菌最高为 ３２畅００ ％ ；最低的是 １ 号 、５ 号 ，均为 １８畅３３ ％ 。 放线菌中的降低率大小为 ６ 号 ＞ ８ 号 ＞ ７ 号 ＞ ９
号 ，６ 号降低率为 ２７畅３３ ％ 。 真菌中 １０ 号的降低率最大为 ５２畅３３ ％ ，比 １１ 号和 １２ 号效果明显 。 培养 ４d 后 ３
号 、９ 号和 １０ 号对 Pb 的降低率已分别达到 ６５畅６７ ％ 、６４畅３３ ％ 、６４畅００ ％ 。 其中 ，９ 号菌株增加的速度最大 ，降
低率是第二天的 ３３８ ％ 。 从最终结果来看 ，放线菌 ６ 号的降低率最高 ，达 ７９畅６７ ％ ；３ 号和 ７ 号的分别是
８６　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
７７畅３３ ％ 和 ７５畅６７ ％ 。 除 １ 号 、２ 号的降低率一直较低外 ，其余的都超过 ５０ ％ ，说明所选菌株对液体中有效铅
的降低效果比较明显 。
表 4 　 液体培养中有效铅浓度的变化及降低率
Tab畅４ 　 Changes of effective lead in liquid medium and its reduced rate
编 　 号 培养 ２d 后 Cultiva ted f or t w o days 培养 ４d 后 Cult ivated fo r f our days 培养 ６d 后 Cul tivat ed fo r si x days
C ode 有效铅浓度 ／mg·kg － １ 降低率／ ％ 有效铅浓度 ／mg·kg － １ 降低率／ ％ 有效铅浓度 ／mg·kg － １ 降低率 ／ ％
available Pb concentra tion Reduced rat es available Pb concentra tion Reduced rat es available Pb concentra tion Reduced rates
细 　 菌 １ ２４５ １８畅３３ ２０１ ３３畅００ １９７ ３４畅３３
２ ２３７ ２１畅００ １９８ ３４畅００ １７８ ４０畅６７
３ ２１１ ２９畅６７ １０３ ６５畅６７ ６８ ７７畅３３
４ ２０４ ３２畅００ １５６ ４８畅００ ８３ ７２畅３３
５ ２４５ １８畅３３ １７８ ４０畅６７ １２４ ５８畅５０
放线菌 ６ ２１８ ２７畅３３ １６４ ４５畅３３ ６１ ７９畅６７
７ ２３６ ２１畅３３ １４３ ５２畅３３ ７３ ７５畅６７
８ ２２３ ２５畅６７ １５１ ４９畅６７ ８６ ７１畅３３
９ ２４３ １９畅００ １０７ ６４畅３３ ９６ ６８畅００
真 　 菌 １０ １４３ ５２畅３３ １０８ ６４畅００ ７６ ７４畅６７
１１ ２０２ ３２畅６７ １２３ ５９畅００ １０９ ６３畅６７
１２ ２３７ ２０畅３３ １６７ ４４畅３３ １０８ ６４畅００
2畅4 　 土壤中不同菌株对速效铅的降低效果
将各菌株接入 Pb 污染土壤后 ，其对土壤有效铅的影响见表 ５ 。 从表 ５ 中可以看出 ，７ 号菌株对土壤中有
效铅的降低效果最好 ，为 ６６ ％ ；４ 号 、８ 号和 １０ 号菌株对土壤中有效铅降低作用最小 ，分别为 ２３畅０ ％ 、２３畅６ ％
和 ２４畅０ ％ 。 整体来看 ，除放线菌 ７ 号 ，细菌的降低效果最好 ，其余放线菌和真菌的降低效果相近 。
表 5 　 培养 5d后不同菌株对土壤中有效铅的降低效果
Tab畅５ 　 Effects of different strains on the rate of reduced available lead in soil
项 　 目 细菌 　 Bacteria 　 　 　 　 放线菌 　 Actinomycetes 　 　 　 　 真菌 　 Fungi
Items １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２
有效铅浓度／mg·kg － １ ２０６ １９８ １０９ ２３１ １４８ ２１２ １０２ ２３１ １９９ ２２８ １９８ ２１５
降低率 ／ ％ ３１畅３ ３６畅１ ６３畅８ ２３畅０ ５０畅６ ２９畅３ ６６畅０ ２３畅６ ３３畅３ ２４畅０ ３６畅１ ２８畅３
3 　 小 　 结
通过培养 、平板分离共从本地土壤中筛选到 １２ 株耐 Pb 菌株 ，其中细菌 ５ 株 、放线菌 ４ 株 、真菌 ３ 株 。 菌
株在液体培养基中对有效铅都有一定的降低作用 ，除 １ 号和 ２ 号菌株外 ，其余菌株对有效铅的降低作用超过
５０ ％ ，且 ３ 号 、４ 号 、６ 号 、７ 号 、８ 号和 １０ 号菌株均超过 ７０ ％ ，降低作用明显 。 菌株在土壤中对有效铅的降低
作用 ３ 号和 ７ 号最明显 ，分别为 ６３畅８ ％ 和 ６６畅０ ％ 。 本研究仅在室内进行了初步筛选试验 ，关于菌种对 Pb的
降低机理及其在生产实践中的作用尚待进一步深入研究 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 史崇文 ，王久志 ．土壤污染及其鉴别监测方法 ．北京 ：农业出版社 ，１９９４
２ 　 何 　 冰 ，杨肖娥 ，魏幼璋 ．铅污染土壤的修复技术 ．广东微量元素科学 ，２００１ ，８（９） ：１２ ～ １７
３ 　 廖自基 ．微量元素的环境化学及生物效应 ．北京 ：中国环境科学出版社 ，１９９２
４ 　 王焕校 ．污染生态学 ．北京 ：高等教育出版社 ，２０００
５ 　 林稚兰 ，田哲贤 ．微生物对重金属的抗性及解毒机理 ．微生物学通报 ，１９９８ ，２５（１） ：６６ ～ ７０
６ 　 岳永德 ，赵振纪 ．环境保护学 ．北京 ：中国农业出版社 ，２０００
７ 　 范秀容 ，李广武 ．微生物试验 ．北京 ：高等教育出版社 ，１９８９
８ 　 奥贝尔 H ．潘塔 ．土壤中的微量元素 ．北京 ：科学出版社 ，１９８２
第 ２期 陈灿灿等 ：土壤中耐铅微生物的筛选 ８７