纳米铁修复地下水三氯乙烯过程中对脱氯菌群的潜在效应

利用分子生物学技术，从微生物的角度研究纳米铁修复地下水中三氯乙烯时对脱氯菌群潜在的环境效应。采用Mo bio公司DNA提取试剂盒从脱氯菌群中提取总DNA，使用16S rDNA引物及探针对脱氯菌菌系（Dehalococcoides spp.）进行扩增，以实时定量PCR测定加入纳米铁前后其细胞数目的变化。同时将PCR扩增后的DNA进行变性梯度凝胶电泳(DGGE）分析，并结合条带分析确定纳米铁投加前后脱氯菌群的微生物种群变化动态，以确定纳米铁对脱氯菌群落生态结构的影响。在此基础上，通过研究脱氯菌群对众多的外源物质（特别是纳米铁腐蚀产氢、铁离子）的利用情况，以脱氯菌mRNA为研究对象，通过mRNA的纯化、逆转录技术，对比cDNA的拷贝数目变化以及 tceA的基因表达水平变化，研究纳米铁加入后对脱氯菌脱氯活性的影响，结合脱氯产物的变化分析，从机理上探讨纳米铁对脱氯菌群的潜在效应。

经过三年的研究，本课题组进行了纳米铁制备与表征，并应用于三氯乙烯的降解实验研究；分别以反硝化细菌和活性污泥菌群作为单一微生物和混合微生物的代表,研究将纳米铁加入后对微生物群落结构的影响,为纳米铁对脱氯菌群的潜在效应提供初步认识；以环境中常见的微生物—大肠杆菌为研究对象，从生长曲线、细胞形态变化、LDH活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、细胞中丙二醛(MDA)含量和接触方式来探讨纳米铁对其的毒性效应，为研究纳米铁对脱氯菌群的潜在效应提供方法参考；采用批实验研究不同浓度菌液降解TCE时的反应速率，选取与纳米铁降解速率相协调的稀释浓度，研究纳米铁加入后，对脱氯菌群在降解三氯乙烯过程中产甲烷、乙烯和乙炔等产物的影响，进而通过mRNA的纯化、逆转录技术，对比cDNA的拷贝数目变化以及 tceA、VcrA的基因表达水平变化，研究纳米铁加入后对脱氯菌脱氯活性的影响，这不仅可以准确地反映TCE对tceA和VcrA基因的刺激作用，同时可以准确的反映纳米铁对tceA和VcrA基因的毒性抑制，这对揭示纳米铁对脱氯菌中Dehalococcoides spp.的毒性机理就有重要的意义。此外，本课题组还在该项目的依托之下，开展了不同类型表面活性剂对脱氯菌群降解三氯乙烯的影响研究、纳米铁钯金三金属的制备和降解三氯乙烯的效果研究等。到目前为止，已发表期刊论文16篇，会议论文3篇，其中，SCI收录7篇，EI收录6篇，圆满完成了该项目的预期目标。