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嗜酸氧化亚铁硫杆菌(简称A.f)是硫化矿浸出体系中最主要的细菌之一,同时对于矿山生态环境的形成特别是酸性矿坑废水(AMD)的产生,有重要影响,目前做为酸性极端环境的模式菌株得到各方面的研究探索。本文主要从A.f菌的分离与鉴定出发,对多株分离纯化的菌株进行表型和遗传特性的比较研究,同时探讨影响生物浸矿效率的有关因素。
本文研究中,分别从广西铜坑、甘肃白银、江西九江、江西城门山,采集矿坑水富集分离得到,代号分别为:TK菌、BY菌、YTW菌、CMS菌。并对四个菌株对亚铁和元素硫的氧化能力进行了研究,发现不同菌株的氧化活性存在明显差异,并且亚铁氧化活性与氧化元素硫的能力非显著相关。
本文完成了四个菌株在9K亚铁培养基的生长参数的测定工作。扫描电镜的结果显示:TK菌株直径为0.43±0.07um,长度为1.37±0.2um;BY菌株直径为0.44±0.03gm,长度为1.48±0.3pm;CMS菌株直径为0.5±0.03gm,长度为1.16±0.1um;YTW菌株直径为0.46±0.01um,长度为1.58±0.06岬;菌株的最适生长温度为25℃~30℃,最适pH值为2.0;对数期细菌的比生长速率(u)分别为0.119/h,0.096/h,0.093/h,0.129/h。同时,针对菌株的生长曲线,本文提出了随机生长模型,模拟结果可以很好的表征实际生长曲线,利用该模型对初始菌群数量和菌种活性对迟缓期的影响进行了分析。对有机碳源和氮源利用研究方面发现: BY、YTW和CMS菌类似,而’rK菌则比较特殊,该菌不能在亚铁和蛋白胨混合培养液中生长。
16S rDNA序列显示,四株菌株均为嗜酸氧化亚铁硫杆菌,其中,菌株BY同标准菌株ATCC23270最相似,相似度为99.6%。而菌株YTW和CMS两者的序列都与菌株TFD最相似,相似度分别为99.6%和99.1%,但是菌株TK比较特殊,与所有已提交的A.f菌的16S序列的相似性均低于99%,其中与菌株TFY最相似,但相似度也仅为98.5%。综合有机碳源和氮源利用研究中所也反映出的TK与其他三个菌株不一致,我们认为菌株TK可能是A.f菌种的一个新菌系。为此进行TK菌株浸出低品位铁闪锌矿的实验,并和CMS菌株比较,浸出27天后,两者的所处细胞周期有关,快速增殖的BMSCs细胞呈现高表达CXCR4。