中国东部地带性土壤中大肠杆菌O157：H7存活和吸附机制的研究

【摘要】肠出血性大肠杆菌O157：H7因其低感染剂量(只有10个细胞)和高致病性而被认为是近年来发现危害最严重的病原菌之一。近30年来,世界各地已报道了上百次大肠杆菌O157：H7感染性腹泻的暴发流行,而且大肠杆菌O157：H7导致的严重症状中有5-10%的致死率。研究表明农业土壤中的大肠杆菌O157：H7可以迁移到其它环境载体的表面和内部,因此了解大肠杆菌O157：H7在土壤中的存活及其影响因素以及病原菌在土壤颗粒表面的其它环境行为将有助于减少病原菌引起的环境生物污染。本论文中采集了我国东部112个纬度地带性土壤,开展了大肠杆菌O157：H7在土壤中的存活试验,探讨了其存活影响因素,同时综合应用荧光图谱、Zeta电位、傅里叶红外光谱等新兴技术与手段,研究了该病原菌在粘土矿物和土壤中的吸附行为。主要研究结果如下：(1)土壤中大肠杆菌O157：H7的存活数量随时间均呈现出逐步下降的趋势,大肠杆菌O157：H7在不同地带性土壤中的存活表现出了一定的地带性,平均存活时间顺序为：黄褐土>黑土>褐土>暗棕壤>黄棕壤>砖红壤>棕壤>红壤>黄壤>赤红壤。分析得出不同地带性土壤中大肠杆菌O157：H7存活时间的差异主要是由土壤pH、总氮、有机碳、可溶性碳、胡敏酸以及游离态氧化铝所导致的,其中pH、总氮、有机碳、可溶性碳和胡敏酸通过一系列的物理化学反应有助于大肠杆菌O157：H7在土壤中的存活,而土壤中游离态铁铝氧化物会抑制该病原菌在土壤中的存活。(2)吸附试验结果表明,针铁矿对大肠杆菌O157：H7的吸附能力远远大于高岭石和蒙脱石,三种矿物对大肠杆菌O157：H7的吸附都随pH升高而逐渐减少,而且针铁矿对大肠杆菌O157：H7的吸附受pH的影响最大。Zeta电位,DLVO理论和傅里叶红外图谱分析发现,矿物和大肠杆菌O157：H7之间的吸附作用在酸性条件下主要受静电力的影响,而在碱性条件下,氢键和分子间的络合作用也参与了针铁矿与大肠杆菌O157：H7之间的吸附作用。(3)大肠杆菌O157：H7在地带性土壤颗粒上吸附的分配系数Ks值范围为5.39mLg-1-15.49mLg-1。土壤pH和有机质组分是抑制土壤中大肠杆菌O157：H7吸附行为的主导因子,但土壤中游离态氧化铝有助于土壤对该病原菌的吸附。添加猪粪后,所有地带性土壤对大肠杆菌O157：H7的吸附均减少,其吸附分配系数Ks值范围为2.60mLg-1-5.61mLg-1.
【作者】张桃香；
【导师】徐建明；
【作者基本信息】浙江大学，土壤学，2014，博士
【关键词】大肠杆菌O157:H7；地带性土壤；存活；粘土矿物；吸附；

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