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本文通过野外采集安徽铜陵冬瓜山酸性矿山环境中的酸矿水与底泥样品,利用FeT选择性培养基分离纯化出两株铁氧化微生物W-1-2和W-5-3,并对这两株微生物进行了系统生物学鉴定和氧化铁及浸出黄铁矿研究。对两株微生物进行16S rRNA基因测序以及Blast比对分析,结果显示菌株W-1-2与Thiomonas sp.CB2的序列相似度为99%,初步确认为Thiomonas sp.;菌株W-5-3与Pandoraea thiooxydans的序列相似度为99%,初步确认为Pandoraea sp.。对两株菌的生物学特性进行研究,结果显示菌株W-1-2和W-5-3在FeT固体培养基上的菌落呈黄褐色,表面干燥,形状近圆形。菌株W-1-2的菌落边缘较整齐,菌株W-5-3的菌落边缘较不规则,扫描电镜下观察两株菌的菌体都呈杆状。两株菌都是革兰氏阴性好氧菌,无芽孢结构,能够运动。菌株W-1-2能够利用麦芽糖、葡萄糖、胆汁七叶苷、醋酸盐、丙二酸盐等能源物质,对尿素和硫化氢的利用效果不明显,不能利用乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、山梨糖、鼠李糖、松三糖、葡萄糖铵、丙酮酸钠、苯丙氨酸、甘露醇、水杨素等作为能源物质。W-1-2具有鸟氨酸脱羧酶、精氨酸双水解酶和精氨酸脱羧酶活性,不具备缬氨酸脱羧酶活性。菌株W-5-3能够利用麦芽糖、葡萄糖、胆汁七叶苷、葡萄糖铵、丙二酸盐、糊精等作为能源物质,对丙酮酸钠、尿素和硫化氢的利用效果不明显,不能利用乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、山梨糖、鼠李糖、松三糖、苯丙氨酸、甘露醇、水杨素、酒石酸盐、醋酸盐等作为能源物质。W-5-3具有鸟氨酸脱羧酶、精氨酸双水解酶和精氨酸脱羧酶活性,不具备缬氨酸脱羧酶活性。菌株W-1-2的最适pH为5.5,菌株W-5-3的最适pH为5.0,在较低pH的酸性环境中,W-5-3比W-1-2的生长情况更好。两株菌的最适温度都是30℃,最适盐度都是0%。W-5-3比W-1-2的生长速度更快,最大菌浓度更高。研究W-1-2和W-5-3对Fe2+的氧化情况发现,在初始Fe2+浓度为5 mM的培养基中两株菌的生长最好,250 mL的锥形瓶中液体培养基添加量为100 mL时更有利于两株菌的生长。两株菌不能单纯通过胞外分泌物、灭活细菌体和细胞中的活性酶等途径对Fe2+进行氧化作用,只有完整的活细胞结构才具有氧化Fe2+的功能。在有无外加Fe2+的条件下探究两株菌对黄铁矿的浸出效果,通过扫描电镜和能谱分析法研究黄铁矿表面的变化情况,通过测定溶液中Fe3+浓度分析黄铁矿的浸出情况。结果显示在无外加Fe2+的条件下,菌株W-1-2和W-5-3通过直接氧化作用对黄铁矿的浸出程度都较低,而在培养基中加入少量Fe2+能够显著提高黄铁矿的浸出速率,说明此条件下既存在菌株对黄铁矿的直接氧化作用,也存在Fe3+对黄铁矿的化学氧化作用,二者通过协同机制共同促进黄铁矿的浸出。不同接种量对黄铁矿的浸出速率也有一定的影响,控制两株菌的初始接种量在一定范围内(初始菌浓度108个/mL,接菌量10-15 mL)能够提高菌株对黄铁矿的浸出程度。研究两株菌对Fe2+的氧化作用与对黄铁矿的浸出效果对于酸矿水的预防、源头治理和生物修复都具有重要的现实意义。