六价铬具有较强的生物毒性,对人体健康及生态系统的稳定构成了极大的危害。将六价铬转化为三价铬,是解决环境中铬污染的一种重要方法,其机理也是当前国内外学者关selleck合成注的焦点。然而,当前对六价铬还原反应的研究多局限于对还原反应的条件参数优化和还原酶位置的确定,对六价铬还原酶的功能及微生物的还原及抗性作用机理仍缺乏深入了解,也就不能准确、高效地控制和控制环境中的铬污染。本研究以筛选分离得到的Cr(Ⅵ)去除菌BC4为研究对象,首先探究了不同影响因子和外部电子供体对芽孢杆菌BC4去除六价铬的影响;再通过分析静息细胞、渗透细胞以及亚细胞组分的Cr(Ⅵ)去除能力确定芽孢杆菌BC4的去Cr(Ⅵ)部位,结合相对荧光定量PCR对Cr(Ⅵ)胁迫环境中菌株与Cr(Ⅵ)耐受和还原机制相关基因的表达水平变化,分析菌株的去铬机制。此后,通过特异基因的异源表达,鉴定特异基因所表达的蛋白对Cr(Ⅵ)的作用特性。主要结果如下:(1)从活性污泥中筛选出一株Cr(Ⅵ)去除细菌BC4,经过全基因组测序鉴定得知此细菌为蜡样芽孢杆菌。在p H8时,此菌能耐受500mg/L的Cr(Ⅵ),并具有较好的去Cr(Ⅵ)能力。(2)不同影响因素下去除六价铬的研究结果表明,菌株BC4antibiotic expectations去Cr(Ⅵ)的最适温度为37℃,最适宜p H为8,最适宜摇床转速为120rpm,对比研究表明,芽孢杆菌BC4对六价铬的去除不依赖于胞内外的代谢物质,而是依赖于菌体自身产生的活性物质,而且六价铬的去除不受限于六价铬的运输。通过对各亚细胞组分的Cr(Ⅵ)去除能力进行对比,可以看出菌株对Cr(Ⅵ)的去除几乎全部由胞外组分导致,这说明芽孢杆菌BC4的Cr(Ⅵ)去除过程是在胞外进行的,而且由胞外酶作用产生。(3)通过相对荧光定量PCR技术,对芽孢杆菌BC4的1个编码与Cr(Ⅵ)还原相关的硝基还原酶的基因nit R1和1个编码铬酸盐转运蛋白的基因chr A进行分析。结果显示,在100mg/L Cr(Ⅵ)胁迫下,chr A基因表达量是对照的1.45倍,nit R1基因表达量是对照的25倍,但300mg/L Cr(Ⅵ)条件下chr A基因表达量低于对照而nit R1基因表达量降为对照的4.93倍。基因序列分析表明Nit R1是芽孢杆菌BC4的一种NADPH依赖型铬还原酶。(4)构建了chr A、nit R1基因的异源表达工程菌株,结果显示,在Cr(Ⅵ)诱导下,chr A基因能够显著增强工程菌株的Cr(Ⅵ)耐受性,nit R1基因能够显著增强工程菌株的Cr(Ⅵ)还原能力,说明Chr A蛋白与BC4菌株的Cr(Ⅵ)耐受机制相关,Nit R1蛋白与BC4菌株的Cr(Ⅵ)还原机制相关寻找更多。本研究通过铬还原菌对Cr(Ⅵ)去除特性和还原、抗性机制的研究,可为微生物应用于治理环境铬污染提供理论依据。