真菌在自然界中作为地衣或菌根的共生体，广泛分布于岩石圈各类地质环境中，并通过一系列生长及代谢活动，与其周围环境中的岩石或矿物基质发生作用，进而影响地球化学过程与地球环境。真菌与岩石或矿物间的相互作用是地质微生物学研究的一个重要方面，这些作用主要包括：真菌促进下岩石或矿物的风化，真菌诱导下次生矿物的形成，以及与上述过程相对应的营养元素或金属离子的迁移及固定。这些作用在地球化学过程中具有深远的影响，它们塑造着物质世界的面貌，调节地球化学过程中金属离子在岩石圈的分配与转移，影响营养元素的生物地球化学循环等等。同时由微生物—矿物相互作用研究所发展而来的生物浸提技术，近年来也已在生物探矿、选矿以及受污染土壤和工业垃圾的生物修复等多个方面得以应用。因此，无论是从地球化学过程的角度出发，或是考虑资源与环境效应，研究真菌与矿物间的相互作用都具有十分重要的意义。　　 本文以一种常见的真菌——黑曲霉为例，通过研究其在液态培养基中的生长和代谢状况，揭示出真菌形貌与代谢间的相互关系。在此基础上，使用黑曲霉作为发酵微生物，将其与富镁硅酸盐矿物一起进行发酵培养，以此来探讨真菌作用下矿物的溶解以及矿化形成草酸镁石的过程。现将主要研究成果归纳如下：　　 1．液态培养体系中培养参数对黑曲霉形貌的影响　　 为了清晰地认识液态培养体系中真菌的生长和代谢，本章首先系统地研究了接种水平、碳源、氮源以及微量元素(Fe2+)浓度等培养参数对于黑曲霉形貌的影响。实验结果显示，当接种水平从103个孢子/ml升高到108个孢子/ml时，黑曲霉在发酵液中的形貌由分散的菌丝向聚集的菌丝球转化，最大的菌丝球产率出现在1×107个孢子/ml时；蔗糖作为碳源时，显示出比葡萄糖和淀粉更好的产菌丝球效果，同时发酵液中蔗糖浓度的升高，也被证明有助于提高菌丝球的产率；使用硝酸盐作为氮源时，相比铵盐具有更好的产菌丝球效果；铁离子的供给可以有效促进发酵液中菌丝球的形成，但是当初始铁离子浓度超出一定水平时，菌丝球产量变化不再明显，具有更大球径的菌丝球开始形成。实验中真菌以不同的形貌存在时，发酵液pH显示出较大的差异，其中菌丝球产量与发酵液酸性的一致性，表明菌丝球很可能是真菌代谢生成某些酸性物质所需的一种优势形貌。　　 2．黑曲霉诱导下富镁硅酸盐矿物的溶解及草酸镁石的形成　　 在本部分研究中，分别选用两种不同结构的富镁硅酸盐矿物——镁橄榄石和滑石作为镁源，与黑曲霉一起在液态培养基中进行发酵培养。实验结果显示，黑曲霉对于橄榄石具有更好的溶解效果，并且在添加橄榄石的发酵液中我们得以观察到草酸镁石的生成。除上述真菌诱导环境中矿物的溶解和次生矿物的矿化外，论文同时还突出了环境因素对于真菌形貌和代谢的影响。添加到发酵液中的橄榄石颗粒，能够抑制真菌聚集形成菌丝球，使其倾向于以菌丝的形式存在。真菌形貌的改变会导致其代谢产物的种类和含量出现差异，并由此影响次生矿物的形成过程，从而最终使得矿化产物呈现出不同的晶体形貌。发酵液中矿物颗粒的这种影响与其颗粒尺寸有关，当所用的橄榄石颗粒尺寸在40—60目之间时，对于菌丝球的抑制作用较小，并最终获得管状的草酸镁石；随着矿物颗粒尺寸的下降，其对菌丝球的抑制变得显著，橄榄石颗粒尺寸为100—120目时，发酵液中开始出现许多分散的菌丝，而当颗粒尺寸进一步降低到200目以下时，发酵液中的真菌则主要以菌丝的形式存在，矿化的草酸镁石在这两种颗粒尺寸下均表现为锥柱体。这些结果揭示了真菌形貌在真菌诱导矿化过程中的重要作用，同时论文中所反应的环境因素(如矿物基质)对于真菌生长及代谢的影响，也为微生物与矿物间相互作用的研究提供出一种新的视角。