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金属硫化矿区酸性矿坑水中广泛存在着多种具有浸矿功能的自养菌和异养菌,Acidithiobacilius ferrooxidans和Acidiphilium spp.分别是其中的典型代表。本文主要从这两种菌的分离、鉴定出发,分别对其生理和浸矿特性展开了研究;同时对浸矿细菌的保藏和硫代谢途径关键酶之一的SQR进行了研究。
本文研究中,从南京栖霞山铅锌银矿矿坑水中分离得到一株具有很强的亚铁氧化能力和硫氧化能力嗜酸氧化亚铁硫杆菌Acidithiobaciliusferrooxidans QXS-l,考察其亚铁、单质硫底物利用特性时发现:接种前在硫中培养过的细菌在亚铁和硫混合培养基中只利用硫而没有利用亚铁进行生长;接种前在亚铁中培养过的细菌在混合培养基中可以同时利用亚铁和硫。
单蒸水(pH6.8)悬浮方法可以有效地避免频繁传代引起优良菌种的退化,更适合用于嗜酸氧化亚铁硫杆菌的中短期保藏;通过正交试验,获得冷冻保藏和冷冻干燥保藏嗜酸氧化亚铁硫杆菌的保护剂的最优化组合,使存活率分别达到89%和94%。
同时,从江西德兴铜矿杨桃坞水库中分离到一株具有广泛底物利用特性的嗜酸兼性异养菌Acidiphilium sp.DXl-l,该菌既可以利用有机物进行异养生长,还可以利用二价铁、硫获得能量进行生长,并具有还原三价铁的能力,可以利用黄钾铁矾和多种硫化矿。此外,Acidiphilium sp.DXl-l可以高效率地在细胞内生成聚-β-羟基丁酸酯(PHB),PHB作为一种可降解的生物材料,具有广泛的开发应用前景。
对Acidiphilium sp.DXl-l和Acidithiobacillus ferrooxidans QXS-l的浸矿特性研究表明二者均具有高效浸出铁闪锌矿的能力,相比而言,DXl-l浸出铁闪锌矿能力更为显著,浸出等量的锌所用时间比后者缩短一半。在实验的30d内,二者混合浸出铁闪锌矿没有表现出明显的相互促进作用。
尽管考察的六株嗜酸氧化亚铁硫杆菌硫氧化能力表型差异明显,但是SQR高度保守,仅有的四处突变也并没有明显地表现出与硫氧化能力强弱有直接的联系。