云南省蒙自酸性矿山排水微生物群落结构和功能

为探究酸性矿山排水生态系统不同环境中的微生物群落和功能,全面了解酸性矿山排水的形成和发展规律,采用高通量测序技术研究云南省蒙自某矿区酸矿水坑和周边溪水中的原核微生物群落组成,并结合样本理化特征分析影响群落结构的主要因素,进而解析菌群的环境功能。研究发现酸矿水坑中主要有广古菌门、变形菌门(包括α、γ和δ变形菌纲)、硝化螺菌门、厚壁菌门、放线菌门和酸杆菌门等类群,与周边溪水的群落结构具有明显差异。群落多样性与pH呈显著正相关,而热原体纲(Thermoplasmata)与pH呈负相关,可对群落结构起主导作用。酸矿水坑不同样本中均具有高丰度的亚铁原体属Ferroplasma (6.60%–86.34%),酸硫杆菌属Acidithiobacillus是酸矿水和沉积泥中主要的铁、硫氧化细菌,而专性铁氧化的钩端螺旋菌属Leptospirillum的丰度较低,铁卵形菌属Ferrovum几乎只存在于酸矿水中;此外,嗜酸或耐酸的异养菌广泛分布于酸矿水和沉积泥中,它们可促进铁、硫氧化菌的生长及催化矿石溶解。结果表明,pH通过影响微生物多样性和菌群分布而对酸性矿山排水环境微生物群落结构造成重大影响。     

葡萄糖对嗜酸氧化亚铁硫杆菌与Acidiphilium acidophilum共培养的影响

【目的】深入了解自养的嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)与异养的Acidiphilium acidophilum之间的协同作用, 为嗜酸异养微生物在生物浸出体系和酸性矿坑水(AMD)等极端酸性环境中的生态功能研究提供基础, 并为AMD环境的修复提供参考。【方法】应用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)及特异性引物, 定量At. ferrooxidans与Aph. acidophilum在类似自然状态下的共培养物受葡萄糖抑制时的生物量变化, 同时检测其生长过程中Fe2+氧化和pH值的变化。【结果】无论是否加入葡萄糖, 共培养对Fe2+氧化的效率均较At. ferrooxidans纯培养高。当葡萄糖浓度为5 g/L时, At. ferrooxidans纯培养失去对Fe2+的氧化能力, 而共培养仍能在100 h内将所有的Fe2+氧化完, 且加入葡萄糖越多的培养体系氧化终点的pH值也越高。在不加入葡萄糖的条件下, At. ferrooxidans 与Aph. acidophilum 数量比在100:1的数量级, 表明以这两种菌为代表的自养菌和异养菌在自然条件下生物量的比例。无论纯培养还是共培养的At. ferrooxidans数量均随葡萄糖浓度的提高而减少, 且延滞期则变长; 而异养生长的Aph. acidophilum则相反。【结论】适合进行Fe2+氧化的At. ferrooxidans与Aph. acidophilum的数量比例范围应在100:1的数量级。由于Aph. acidophilum能促进At. ferrooxidans对亚铁的氧化, 并能缓解或消除葡萄糖对At. ferrooxidans的抑制, 所以不能以加入类似于葡萄糖的有机物作为AMD环境生物修复的手段。     

氧化亚铁硫杆菌亚铁氧化活性与其对低品位铜矿浸矿速率关系的研究

氧化亚铁硫杆菌是一个具有很强生物浸矿能力的细菌,本文对3株分离得到的氧化亚铁硫杆菌及一株来自菌种中心(Acidithiobacillus ferrooxidans A．f)的铁氧化活性及其这些菌株对低品位黄铜矿浸出速率进行了研究。结果显示,在所有的4株A．f菌中,菌株CMS—F1和F10—ATCCC23270的铁氧化活性较高,其对黄铜矿生物浸出速率也高。进一步分析亚铁氧化活性对生物浸矿效率的影响时发现,在A．f菌中,氧化活性高的菌株,其对低品位黄铜矿的生物浸出效果也高。