混凝土的細(xì)菌多樣性及膠質(zhì)芽孢桿菌的生物誘導(dǎo)成礦作用.pdf

1、，‘學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：1、堅(jiān)持以“求實(shí)、創(chuàng)新一的科學(xué)精神從事研究工作。2、本論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果。3、本論文中除引文外，所有實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)和有關(guān)材料均是真實(shí)的。4、本論文中除引文和致謝的內(nèi)容外，不包含其他人或其它機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。5、其他同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了聲明并表示了謝意。作者簽名：日期：吞韶加小孓、選學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人完全了解南京師范大學(xué)有關(guān)保留、使用

2、學(xué)位論文的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并向國(guó)家主管部門(mén)或其指定機(jī)構(gòu)送交論文的電子版和紙質(zhì)版；有權(quán)將學(xué)位論文用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文進(jìn)入學(xué)校圖書(shū)館被查閱；有權(quán)將學(xué)位論文的內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索；有權(quán)將學(xué)位論文的標(biāo)題和摘要匯編出版。保密的學(xué)位論文在解密后適用本規(guī)定。作者簽名：查監(jiān)日期：美!L圭：鑒摘要本文研究了混凝土的細(xì)菌多樣性，分析討論了主要細(xì)菌類(lèi)群對(duì)混凝土的溶蝕作用；利用膠質(zhì)芽孢桿菌(Bacillusmucilaginosu

3、s)及其胞外分泌物與礦物分解和形成之間的關(guān)系，在特定培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)形成了碳酸鈣和磷灰石礦物，并嘗試?yán)媚z質(zhì)芽孢桿菌生物誘導(dǎo)成礦作用進(jìn)行混凝土的生物修復(fù)。從南京紫金山采集兩個(gè)生境完全不同的混凝土樣品HN1(向陽(yáng)干燥)和IIN2(陰暗潮濕)，采用非培養(yǎng)技術(shù)直接從兩個(gè)樣品中提取細(xì)菌總DNA，分別構(gòu)建基于通用引物PCR擴(kuò)增的細(xì)菌16SrRNA基因克隆文庫(kù)，通過(guò)砌fI限制性?xún)?nèi)切酶對(duì)兩樣品細(xì)菌16SrRNA基因文庫(kù)中的克隆進(jìn)行ARDRA(Ribos

4、omalDNARestrietiOilAnalysis)分析，將所有陽(yáng)性克隆分為若干個(gè)可操作分類(lèi)單元(OTU)。通過(guò)構(gòu)建克隆文庫(kù)的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，分析兩個(gè)樣品的細(xì)菌多樣性和群落結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)混凝土樣品分別包括21個(gè)OTUs和26個(gè)OTUs。在樣品HN1和IIN2中均占優(yōu)勢(shì)的菌群集中于變形茵門(mén)和浮霉菌門(mén)，他們主要分布在D變形菌綱草螺菌屬(Herbaspirillum)、8變形菌綱的Archangiumsp、洳變形菌綱葉桿菌科(Phyll

5、obacteriaeeae)和浮霉菌門(mén)浮霉菌科(Planctomycetaceae)；在樣品HN1中占優(yōu)勢(shì)的為藍(lán)藻f1(Cyanobacteria)和放線(xiàn)菌門(mén)的Rubrobactersp：在樣品HN2中占優(yōu)勢(shì)的細(xì)菌類(lèi)群集中在酸桿菌門(mén)、酸桿菌科(Acidobactefiaceae)、擬桿菌門(mén)的Adhaeribactersp、硝化螺旋菌門(mén)的Nitrospirasp。由此可見(jiàn)，混凝土表面與縫隙中具有較豐富的細(xì)菌多樣性，但兩個(gè)樣品細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)不

6、同；主要優(yōu)勢(shì)細(xì)菌類(lèi)群也不同，顯然這與兩樣品所處環(huán)境的差異有關(guān)；進(jìn)一步分析表明，其中一些種類(lèi)的細(xì)菌對(duì)組成混凝土的礦物顆粒有較強(qiáng)的風(fēng)化作用，這些微生物可能與混凝土的風(fēng)化及溶蝕作用密切相關(guān)。采用膠質(zhì)芽孢桿菌兩種常用基本培養(yǎng)基(有氮培養(yǎng)基和無(wú)氮培養(yǎng)基)，以磷灰石礦物為鈣源，進(jìn)行了利用膠質(zhì)芽孢桿菌促進(jìn)碳酸鈣誘導(dǎo)形成的實(shí)驗(yàn)，并借助掃描電鏡(SEM)、能譜定量分析(EDS)和X射線(xiàn)衍射(ⅪRD)等手段觀察誘導(dǎo)形成的礦物形貌與化學(xué)組成，并分析其含量變化

7、和成因機(jī)制。結(jié)果表明，膠質(zhì)芽孢桿菌能促進(jìn)碳酸鈣晶體的形成，在有氮加磷礦粉的細(xì)菌培養(yǎng)液中形成的碳酸鈣多于無(wú)氮加磷礦粉的細(xì)菌培養(yǎng)液，在有氮加磷礦粉的細(xì)菌培養(yǎng)液中觀察到柱狀體碳酸鈣的形成。膠質(zhì)芽孢桿菌通過(guò)其風(fēng)化作用及較強(qiáng)的吸附功能，利用其分泌的碳酸酐酶(CA)和溶解C02在分解磷灰石的過(guò)程中促進(jìn)了碳酸鈣的形成。采用有氮培養(yǎng)基利用碳酸鈣作為鈣源，設(shè)置三組不同碳酸鈣濃度梯度，進(jìn)行了磷灰石的誘導(dǎo)形成實(shí)驗(yàn)，并借助透射電鏡(TEM)、EDS和XRD等手