一株鐵-硝酸鹽還原菌分離、特性鑒定及其與鐵氧化物作用.pdf

1、鐵還原菌是最重要的還原菌之一,廣泛的分布于土壤、湖泊、沼澤和海洋等沉積環(huán)境。在還原性無氧環(huán)境中,這些微生物以Fe(III)作為最終電子受體維持生長(zhǎng)。這些微生物功能強(qiáng)大,大多數(shù)能夠利用多種電子供體和受體維持增長(zhǎng)。其代謝過程及與含鐵礦物質(zhì)間的相互作用耦合了地表中C、N、P、S和一些重金屬元素的循環(huán),具有重要的環(huán)境意義。強(qiáng)化這些微生物類群的還原通量將有助于我們解決大面積環(huán)境問題。為深入對(duì)這一類微生物的了解,作者從富含鐵(氫)氧化物尾礦庫(kù)中采集

2、樣品分離菌株,并對(duì)獲得菌株生理生化、代謝功能、表面性質(zhì)及其對(duì)鐵氧化物的作用效應(yīng)進(jìn)行了研究。獲得如下成果:
　　(1)從銅陵矽卡巖尾礦庫(kù)1m深處采集尾礦樣,分離獲得了一株兼性厭氧能利用小分子乙酸鹽進(jìn)行異化鐵、硝酸鹽還原的細(xì)菌。形態(tài)觀察、16SrDNA序列比對(duì)和生理生化測(cè)試,該菌為棒狀(2μm長(zhǎng),0.6μm寬)、革蘭氏陰性,可歸入γ-變形菌中的施氏假單胞菌(Pseudomonas stutzeri),將菌株命名為Pseudomonas

3、 stutzeri Strain CW(CCTCCAB2013114)。該菌能在pH7~8,溫度30~40℃下生長(zhǎng)。
　　(2)對(duì)其代謝底物進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),該菌在厭氧條件下能將Fe(III)還原為Fe(II),硝酸鹽還原為氮?dú)?。代謝固體產(chǎn)物的XRD分析結(jié)果表明,還原產(chǎn)生的Fe(II)與培養(yǎng)基中的磷酸鹽化合形成了藍(lán)鐵礦。在硝酸鹽和Fe(III)共存時(shí),StrainCW能同時(shí)還原兩種電子受體。這種在矽卡巖銅尾礦庫(kù)厭氧區(qū)分離獲得既能還原硝

4、酸鹽又能還原Fe(III)假單胞菌的報(bào)道尚屬首次。
　　(3)通過不同溫度和pH值組合實(shí)驗(yàn),優(yōu)化出Pseudomonas stutzeri CW生長(zhǎng)條件為35℃、pH7,產(chǎn)氮?dú)鈼l件為35℃、pH值為8。采用優(yōu)化產(chǎn)氮?dú)鈼l件,在碳源充足條件下以硝酸鹽為關(guān)鍵底物,研究了其還原硝酸鹽產(chǎn)氮?dú)獾膭?dòng)力學(xué)過程。
　　(4)測(cè)得細(xì)胞干重和菌體溶液OD600關(guān)系為:細(xì)胞干重濃度DW(mg/L)=533.14×OD600-6.48(R2=0.99

5、)。對(duì)菌體表面性質(zhì)和絮凝性能進(jìn)行了初步研究,發(fā)現(xiàn)菌體表面結(jié)合型EPS具有較好的絮凝效果。
　　(5)設(shè)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)研究了DIRB和SRB各自及共同作用下對(duì)磁性鐵氧化物的還原作用。發(fā)現(xiàn)SRB在不含硫酸鹽的體系中能夠誘導(dǎo)磁性鐵礦物磁性緩慢上升,同時(shí)有藍(lán)鐵礦生成。在含硫酸鹽體系中SRB還原硫酸鹽形成H2S,H2S與鐵氧化物反應(yīng)生成鐵硫化物,礦物磁性快速降低。含硫酸鹽體系中同時(shí)接種DIRB和SRB時(shí),代謝產(chǎn)物H2S的作用在鐵氧化物還原過程中