不同濃度的表面活性劑PEG6000、SDS脅迫培養對細菌生長的影響【上】
表面活性劑是一類加入微少量就能使表面張力減少的有機物，有殺菌、潤滑等功能，被廣泛應用到各個領域，大量使用時，會帶來很多嚴重的環境問題，給生態環境帶來較大影響[1]。表面活性劑對微生物的毒性，一方面是通過與細胞膜中的液態成分作用使細胞膜溶解，另一方面是通過與細胞中的重要功能蛋白發生反應[2]，表面活性劑的毒性與類型及表面活性劑濃度有關[3,4]。十二烷基硫酸鈉(SDS)為白色或淡黃色粉狀，有去污、乳化和優異的發泡力，是一種陰離子表面活性劑；聚乙二醇6000(PEG6000)為白色蠟狀固體薄片或顆粒狀粉末，屬于非離子型表面活性劑[5]。表面活性劑在工業行業中應用較廣泛，有殺菌與消毒作用，其主要原因是可以和細菌生物蛋白質發生作用，加速蛋白質分子變性[6]，所以微生物生長變化可以直接反映出水體受污染程度，將微生物作為表面活性劑毒性監測指示者具有一定的實用價值[7]。
本實驗選擇4株細菌作為研究對象。2株革蘭氏陽性菌：枯草芽孢桿菌和簡單芽孢桿菌；2株革蘭氏陰性菌：大腸桿菌和變形桿菌。用不同濃度的表面活性劑PEG6000、SDS脅迫培養后，對4株細菌測定生長曲線，分析不同濃度PEG6000、SDS對細菌生長的影響。結果發現：4株細菌對兩種表面活性劑表現出不同的敏感性，兩種表面活性劑對細菌的毒性也表現出較大差異，為表面活性劑污染環境后對細菌的影響提供參考。
1材料與方法
1.1供試菌種
枯草芽孢桿菌(BaciLLussubtiLis)，簡單芽孢桿菌(BaciLLussimpLex)，革蘭氏陽性菌(G+)；
大腸桿菌(EscherichiacoLi)，變形桿菌(ProteusvuLgaris)，革蘭氏陰性菌(G-)。
1.2培養基
LB培養基：胰蛋白胨10g；酵母膏5g；NaCl 10g；蒸餾水1000mL。
1.3方案設計
1.3.1菌種活化
將4株供試菌種在無菌條件下轉接于LB培養基，連續轉接2次，于35℃恒溫培養24h后備用。
1.3.2不同濃度表面活性劑培養基配制
250mL錐形瓶盛100mL LB液體培養基，加入PEG6000，濃度分別為：0、0.5、1.0、1.5、2.0g/L，每個濃度3個平行；加入SDS，濃度分別為：0、0.2、0.4、0.6、0.8g/L，每個濃度3個平行；同時設置對照。
1.3.3脅迫培養
將活化后的斜面菌種用3mL無菌水洗脫3次，合并倒入無菌試管中混勻。
用10mL的移液管將脅迫培養基分別加入三角瓶中，每個三角瓶10mL，用牛皮紙包扎好置于高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌。滅菌后，分別按照濃度梯度為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，另以不含表面活性劑的培養基作對照，在無菌條件下將擴大培養的菌液按10%的接種量分別接種于上述培養基中，置于搖床(120r/min)上恒溫(35℃)搖瓶培養。
1.3.4生長曲線測定
培養過程(96h)中每隔8h無菌操作取樣1次，于可見光分光光度計600nm處測其吸光度，每個樣品有3個平行，求其平均值，繪制4種細菌在不同濃度PEG6000、SDS脅迫培養過程中的生長曲線。
2結果與分析
2.1 PEG6000脅迫對4株細菌生長曲線的影響
由圖1～圖3可看出，PEG6000對枯草芽孢桿菌、簡單芽孢桿菌和大腸桿菌的生長有影響，PEG6000濃度為0.5～2.0g/L時，對3株細菌的生長都表現為抑制作用；當PEG6000濃度為2.0g/L時，對大腸桿菌的抑制作用明顯；簡單芽孢桿菌則表現為PEG6000濃度為1.0g/L生長受到明顯抑制。有研究[8]發現，低濃度表面活性劑(TCJ0.1g/L和KPS 0.2g/L)對細菌的生長表現為促進作用，高濃度(1.5g/L)表面活性劑對細菌表現出抑制作用，本實驗中PEG6000對枯草芽孢桿菌、簡單芽孢桿菌和大腸桿菌的生長都表現為抑制作用。聚乙二醇6000(PEG6000)是廣泛選用的模擬干旱的滲透劑[9]，對細胞的生長發育有較大影響，PEG6000對枯草芽孢桿菌、簡單芽孢桿菌和大腸桿菌的生長抑制作用較TCJ和KPS明顯,本實驗選擇PEG6000濃度較高也會影響3株細菌的生長。
圖1 PEG6000脅迫下枯草芽孢桿菌生長曲線
圖2 PEG6000脅迫下簡單芽孢桿菌生長曲線
圖3 PEG6000脅迫下大腸桿菌生長曲線
由圖4可看出，變形桿菌PEG6000脅迫培養有較強的耐受性和適應性，在96h內變形桿菌的生長表現出上升趨勢，24h內變形桿菌的生長低于對照，說明一段時間內PEG6000對變形桿菌的生長有抑制作用，隨著培養時間的延長，變形桿菌的生長逐漸升高，應該是大腸桿菌對PEG6000脅迫環境有較強的適應能力，過度地使用表面活性劑也可能使細菌產生耐藥性[10]。
實驗結果表明，在低濃度下，PEG6000對兩種細菌的生長具有一定的刺激作用，在高濃度下，對枯草芽孢桿菌的生長具有抑制作用，但是抑制效果不太明顯，對假單胞菌的生長還是表現為促進作用。說明PEG6000的毒性不是太強，對細菌生長的脅迫作用不太顯著。且兩種細菌對PEG6000的敏感程度不同，枯草芽孢桿菌(G+)比假單胞菌(G-)更敏感，可能原因是兩種細菌的結構差異和對不良環境的適應能力不同[5]。
不同濃度的表面活性劑PEG6000、SDS脅迫培養對細菌生長的影響【上】
不同濃度的表面活性劑PEG6000、SDS脅迫培養對細菌生長的影響【下】
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