1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
1.1生物膜的作用 生物膜是微生物的聚集体，是一个复杂的微生态系统，生物膜特殊的结构使其对不利环境有较强的耐受性和抗冲击性。生物膜一经形成即成为细菌的庇护所，显著增强细菌对抗菌药物的抗性和对宿主免疫系统的逃避能力，引发顽固性和复发性的感染[1]。生物被膜也在细菌的致病过程中发挥重要作用，生物被膜与多种疾病有关，例如囊性纤维化、创伤、肺膜炎、骨髓炎等[2]。生物膜能有效吸附重金属离子[3]。生物膜与微生物胞膜之间形成一个缓冲层，从而保护微生物细胞免受有毒物质损害。生物膜具有很强的抗逆性、高有机负荷串和强抗冲击能力等诸多特点。因此，以生物膜为基础的生物膜法在水污染的生化处理上拥有显著的优势。生物膜还可以抗紫外线、抗抗生素、抗宿主免疫系统与植物根际共生等[4、5、6]。1.2生物膜的组成 生物膜由生物质和胞外聚合物组成[7]。微生物胞外聚合物(eps) 是微生物细胞在一定环境条件下，在其代谢过程中产生的一种主要由蛋白质、多糖、核酸、脂类、腐殖质等组成的一类有机高分子聚合物,起到维持微生物聚集体的结构和功能完整性，是决定微生物聚集体的表面性质的关键物质,与微生物聚集体的结构、组成、性能以及微生物生态有着密切的联系。在多数生物膜内，微生物细胞占生物膜千重的比例较少，而eps则几乎能占生物膜干重的90以上。1.3胞外多糖在生物膜中的重要性 eps几乎能占生物膜干重的90以上[8]，每个细胞及其细胞构成的菌落群的周围都环绕着紧密的胞外聚合物，作为生物膜的主要组成部分，它既能增强微生物细胞对外界环境的抵抗能力，又是影响生物膜稳定的关键因素：有机物和代谢产物的传输都将受到胞外聚合物的限制。胞外聚合物的空间结构和组成，决定了生物膜传质通道的大小和连通性，在较大程度上决定了基质在生物膜内传质阻力的大小[9]。胞外聚合物的微观形态的细微变化，都会明显改变生物膜的孔隙大小和连通度，进而影响溶解氧和营养物质、代谢产物等在生物膜内的传质效率。在饥饿环境中，胞外聚合物可以在胞外酶的作用下水解成为小分子物质，为微生物提供碳源，还可为微生物形成保护层，抵抗外部环境的有害物质，但胞外物质过量的水解会对微生物聚集体结构的稳态结构造成影响[10、11]。此外，一些胞外蛋白酶通过改变eps成分、表面性质和细胞的能动性等影响生物膜的形成和架构[12]。1.4解淀粉芽孢杆菌在农业上的应用和重要性解淀粉芽孢杆菌是一种广泛分布于大自然中的革兰氏阳性菌，具有很强应用潜力。将解淀粉芽孢杆菌施入土壤或水体中，能够降解自然界中一些有毒物质，净化被污染的土壤和河流湖泊。解淀粉芽孢杆菌又是典型的植物促生菌，能够分泌抗菌蛋白、抗生素、酶或多肽等活性物质,促进植物生长,防治植物真菌病害。由于解淀粉芽孢杆菌能够分泌多种抗菌活性物质，对果蔬表面的病菌有广泛的抗性，能够解决果蔬保鲜和长期储存问题。解淀粉芽孢杆菌的这些优良特性在环境保护、农业生产方面都有很大应用潜力[13]。近年来，解淀粉芽孢杆菌对农业生产的作用逐渐受到重视。现已从土壤、植物根际体表、深海水中以及多种植物体内[14]发现了解淀粉芽孢杆菌。解淀粉芽孢杆菌能通过多种机制与植物互作，能够较好地促进植物生长、控制植物病害、提高作物品质。目前解淀粉芽孢杆菌在农业上的应用主要有以下几点1) 作为生物肥料促进植株生长，提高植物品质;2)作为水果蔬菜的保鲜剂;3)防治多种植物病害，降低植株感病率[13]。1.5研究目的土壤本身具有缓冲和自我净化能力，但其能力十分有限。重金属无法被降解清除，因此容易在土壤中积累，并超出土壤净化能力。土壤重金属污染问题已给我国的生态环境和食品安全构成严重威胁，时刻破坏着人民大众的生命健康以及我国食品农产品的国际声誉
土壤本身具有缓冲和自我净化能力，但其能力十分有限。重金属无法被降解清除，因此容易在土壤中积累，并超出土壤净化能力。土壤重金属污染问题已给我国的生态环境和食品安全构成严重威胁，时刻破坏着人民大众的生命健康以及我国食品农产品的国际声誉[15]。因此，展开重金属污染农田土壤的治理和修复已刻不容缓。重金属污染土壤的钝化修复可使土壤边生产边修复，可操作性强，近年来备受关注。微生物及其胞外多糖（eps）在钝化解毒修复中扮演重要角色。本研究以本实验室保藏的产eps芽孢杆菌b.amyloliquefaciensp29为供试菌株，以细菌及其eps为切入点，研究铅镉胁迫下菌株p29形成生物膜的含量和稳定性以及多糖对于土壤中重金属有效态的影响。进一步探究生物膜在抵御铅镉中的作用。
2. 研究的基本内容和问题
1研究的目标
本次课题的主要目的是为了探究铅镉对解淀粉芽孢杆菌生物膜生成的含量、稳定性的影响，并分析其胞外多糖和菌体本身对于土壤中铅、镉有效态的影响。
2研究的内容
3. 研究的方法与方案
1研究方法
1.1活化菌株p29
把保藏状态的菌株p29接种到lb培养基液，30 ℃、150 rpm振荡过夜，转接到新鲜lb培养液中，30 ℃、150 rpm振荡培养至对数生长期，作为种子液。
4. 研究创新点
（1）研究了铅镉重金属对生物膜形成的影响，并对其产生的胞外多糖对于土壤中重金属有效态的影响进行了分析。
（2）本课题充分体现了微生物学、微生物生理学、生物化学等多学科之间的相互渗透和交叉优势。
5. 研究计划与进展
1 研究计划
（1）2018.12——2019.01
查阅相关文献，了解菌株活化的方法，生物膜含量和稳定性，胞外多糖纯化的方法。确定实验方案以及所需要的实验器材。
