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嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.f)是一种能够以亚铁、单质硫、以及硫化物作为能量来源的化能自养菌,是生物湿法冶金中主要浸矿菌种之一。嗜酸硫化芽胞杆菌(Sulfobacillus acidophilus,简称S.a)为中等嗜热菌,能够以亚铁、单质硫、以及硫化物作为能量来源的化能自养生长,同时还能利用酵母提取物等异养生长,是一种混合营养型菌。嗜酸硫化芽胞杆菌虽研究不如前者多,但是因为其对环境的更好适应性,对温度更高的耐受性,更多样的营养代谢类型,使得其在生物冶金方面将起到更大作用,更有实用价值。为了更好地了解这两种菌的生理生态特征以及浸矿机理,环境适应性机理,筛选浸矿活性更高的菌株,我们进行了以下研究工作:1、本研究中,使用9K培养基从4个不同来源样品中分离到了4株A.f菌,(分别命名为A.f.1, A.f.2, A.f.3, A.f.c)。这四株菌通过其表型特征以及16SrDNA鉴定为Acidithiobacillus ferrooxidans。它们都能够利用亚铁、单质硫和黄铁矿作为能量来源,但是各株菌的最适pH、最适温度、对外加离子的耐受性、重金属离子耐受性、对亚铁、单质硫以及黄铁矿的氧化能力都具有差异性。在使用亚铁为能量来源时,A.f.3活性最强;而使用黄铁矿为能量来源时,A.f.c活性最强。A.f.2为差异性最大的菌株,因为其在利用单质硫或黄铁矿为能量来源时活性反而比利用亚铁时更强。RAPD实验研究结果证明,A.f.2确实为差异性最大的菌株,此结果与G+C%含量测定结果相一致。为了进一步了解这四株菌的差异性原因,我们克隆了三个在其电子传递链上起重要作用的基因,即亚铁氧化酶(iro),铜蓝蛋白(rus),细胞色素氧化酶亚基III(coxC)。结果显示四株菌的iro基因没有明显差异,而rus和coxC基因则只能从A.f.1,A.f.3, A.f.c中扩增得到,A.f.2中不能扩增到这两个基因。由此推论来源不同的A.f菌株不但在表型上有差异,同时基因型也有差异,这些差异可能是由于菌株不同生长环境造成的。本研究中得到的A.f.2菌株与其他三株菌在表型和基因型方面具有很大的差异。2、从太平洋热液区样品中筛选分离到一株嗜酸硫化芽胞杆菌,通过梯度实验,使用不同温度、pH、营养源来研究这些因素对该菌生长活性的影响,寻找其最适生长条件。由实验结果可知,该菌的最适生长温度为45～50℃,最适pH为1.8左右,培养基中各无机盐离子浓度与DSMZ中709#培养基一致。自养生长时该菌在亚铁浓度为13.9g/L或者单质硫浓度为10g/L时,生长活性最强;异养或者混合营养条件下,在酵母提取物浓度为0.2g/L时该菌生长活性最强。3、采用RNA差异显示技术(DDRT-PCR),寻找不同温度、不同能量来源条件下差异表达基因,研究嗜酸硫化芽胞杆菌适应不同环境的适应性的机制和不同代谢机制。寻找到差异基因91个,其中36个为温度条件下差异基因,55个为不同能量来源下差异基因。我们随机选取了45个基因进行了Northern blot验证。其中30个证明为阳性片段。这些基因主要涉及细胞膜表面结构的改变、转录调控以及生理代谢的适应性调整,比较全面的反映了嗜酸硫化芽胞杆菌对环境的适应性和代谢机制的差别。本研究有助于阐明嗜酸硫化芽胞杆菌对环境温度的适应性机制和不同的代谢机制。