一株中度嗜热嗜酸铁氧化细菌特性研究

从我国煤矿废石堆分离到一株中度嗜热嗜酸铁氧化细菌MLY菌株 ,最适生长温度5 0℃～ 5 4℃ ,最适pH1 2～ 1 4。MLY菌株是兼性化能自养菌 ,能利用酵母粉异养生长。在自养和混合营养条件下 ,能氧化Fe2 +、黄铁矿 (FeS2 )和元素硫 (S0 )。自养营养时 ,氧化元素硫较弱。对比研究MLY菌株和氧化亚铁硫杆菌 (Thiobacillusferrooxidans)A1 0菌株对Fe2 +和黄铁矿的氧化作用 ,结果表明 ,MLY比A1 0的氧化速度快

中度嗜热嗜酸铁氧化细菌对Fe^(2+)的氧化

研究中度嗜热嗜酸铁氧化细菌MLY菌株氧化Fe2 +的影响因素。结果表明 ,Leathen培养基添加 0 2g/L酵母粉效果较好。Cu2 +,Co2 +和Ni2 +浓度 >0 5g/L时 ,Fe2 +氧化率随重金属离子浓度升高而降低 ,浓度 >1 5g/L时 ,Co2 +,Ni2 +影响更显著。Fe2 +浓度增加降低氧化率和氧化速度 ,[Fe2 +] >45 0 g/L时 ,细菌氧化作用停止。浓度为 2 0～ 12 0g/L的Fe2 +完全氧化时 ,Fe2 +氧化速度随Fe2

中度嗜热嗜酸铁氧化细菌脱除煤炭硫分研究

从淮北矿务局某煤矿煤渣堆分离得到一株中度嗜热嗜酸铁氧化细菌HMS菌株，该菌株最适生长温度为48～53℃，最适pH值1．6～2．0；HMS菌株为兼性化能自养菌，能利用酵母膏进行异养生长；HMS菌株能氧化Fe^2＋,S2O3^2-和元素硫（S^0）。对比研究了HMS菌株与氧化亚铁硫杆菌倦菌株对煤炭的脱硫效果，结果表明，HMS菌株脱除煤炭硫铁矿硫比氧化亚铁硫杆菌倦菌株提高11．21％～20．33％。

一株中度嗜热嗜酸硫氧化杆菌的分离和系统发育分析

从云南腾冲温泉酸性水样分离得到一株中度嗜热嗜酸硫氧化杆菌MTH 0 4 ,对分离菌株进行了形态、生理生化特性研究及 1 6SrDNA序列分析。该菌株为革兰氏阴性细菌 ,短杆状 ,菌体大小 (0 6～ 0 8) μm× (1～ 2 ) μm ,化能自养 ,可利用硫磺、四硫酸盐、硫代硫酸盐为能源生长 ,不能利用蛋白胨、葡萄糖、酵母粉 ,也不能进行混合型生长。最适生长温度在 4 0℃～ 4 5℃之间 ,最适生长pH 2 0～ 3 0 ,代时 8h。以 1 6SrDNA序列同源性为基础构建了包括 1 3株相关种属在内的系统发育树 ,结果表明 ,MTH 0 4与喜温硫杆菌 (Thiobacilluscaldus)处于同一进化树分支中 ,相似性达 99 5

嗜热硫氧化硫化杆菌与喜温嗜酸硫杆菌混合浸出铁闪锌矿研究

采用正交试验,通过考察温度、pH值、喜温嗜酸硫杆菌接种时间和喜温嗜酸硫杆菌接种浓度4个因素,研究硫氧化硫化杆菌与喜温嗜酸硫杆菌混合菌对铁闪锌矿浸出的影响。试验结果表明:氧化硫细菌的加入,有助于消除铁闪锌矿浸出过程中生成的、覆盖在矿物表面的元素硫,使得硫氧化硫化杆菌和喜温嗜酸硫杆菌混合菌浸出铁闪锌矿的效果比单一硫氧化硫化杆菌浸出效果好;混合菌浸出铁闪锌矿时浸出率达到54.2%,而单一硫氧化硫化杆菌浸出时浸出率为46.8%。正交试验结果统计分析表明混合菌浸出铁闪锌矿的最优条件为:pH=1.8、第3 d接种喜温嗜酸硫杆菌和喜温嗜酸硫杆菌接种浓度2.5×106个/mL;其中pH值是影响混合菌浸出铁闪锌矿的主要因素,其次是喜温嗜酸硫杆菌接种浓度及喜温嗜酸硫杆菌接种时间。

氧化亚铁硫杆菌与中度嗜热铁氧化菌浸出铁闪锌矿的比较

考察了采用氧化亚铁硫杆菌和中度嗜热铁氧化菌浸出铁闪锌矿浮选精矿的浸出效果.结果表明,两种细菌的驯化菌株都可以显著提高铁闪锌矿的溶解速率,且接种中度嗜热铁氧化菌时浸出效果更好.扫描电镜、X射线粉晶衍射和能谱分析等表明,接种不同菌种浸出铁闪锌矿时所产浸渣具有类似的表面形貌特征和矿物组成.可以证明,采用中度嗜热铁氧化菌浸出铁闪锌矿浮选精矿可以在较高的温度和酸度下进行且具有更好的浸出效果,比氧化亚铁硫杆菌具有更好的工业应用前景.

不同能源条件下中度嗜热嗜酸细菌多样性分析

采用黄铁矿、黄铜矿、硫酸亚铁和硫粉混合物作为主要能源物质在50℃条件下分别培养中度嗜热细菌混合物,研究其细菌多样性.提取细菌基因组总DNA,采用PCR结合限制性酶切片段多态性分析（RFLP）方法进行细菌16S rRNA基因的系统发育分析,比较不同能源条件下富集培养的混合细菌群落构成的差异.从3个培养物中共获得阳性克隆303个并进行RFLP分析,对29种不同酶切谱型的克隆插入序列进行测定和系统发育分析.大部分序列与已报道的浸矿微生物16S rRNA序列相似性较高（89.1%～99.7%）,归属于硫化叶菌属的耐温氧化硫化杆菌（Sulfobacillus thermotolerans）和热氧化硫化杆菌（Sulfobacillus thermosulfidooxidans）,嗜酸硫杆菌属的喜温硫杆菌（Acidithiobacillus caldus）,钩端螺旋菌属的嗜铁钩端螺旋菌（Leptospirillum ferriphilum）以及uncultured forest soil bacterium、uncultured proteobacterium.其中Acidithiobacillus caldus,Sulfobacillus thermotolerans,Leptospirillum ferriphilum 3种细菌为三类能源物质培养物中的优势细菌类群.L.ferriphilum在黄铁矿培养体系（53.8%）和硫酸亚铁和硫粉为能源的培养体系中（45.9%）中丰度最高;在以黄铜矿为能源物质的培养体系中,S.thermotolerans的比例大幅上升（70.1%）.

钠离子、氟离子和剪切力等因素对中度嗜热嗜酸菌生长的影响

研究了Na^+、F^-、剪切力以及接种量等对用于生物冶金的一株中度嗜热嗜酸菌生长的影响。结果表明,F^-对该菌具有明显的抑制作用。该菌具有较强的耐高渗溶液的能力,最高耐受NaCl浓度可达3．0 g/L；剪切力对细菌的生长也有较大的影响,且随着粒度的减小,对细菌活性的影响越大；1％的接种量生长周期为一个工作日,符合生产实际。

嗜酸铁/硫氧化菌浸出煤矸石中硫的形态变化

利用嗜酸铁/硫氧化微生物Acidithiobacillus thiooxidans SOB-1和Acidithiobacillus ferrooxidans SOB-2浸出煤矸石,利用XRD和硫的K边X-ray Absorption Near Edge Spectroscopy(XANES)分析煤矸石浸出前后物相组成和硫的形态变化。XRD结果表明:经浸出处理后矸石中黄铁矿消失,其他矿物组成变化不明显。XANES结果表明,原始矸石中硫形态主要是黄铁矿硫,氧化型谷胱甘肽硫,硫代硫酸盐硫,单质硫和少量噻吩硫。与空白对照相比,SOB-1对矸石浸出效果较差,样品中各种形态硫的含量变化不明显;而SOB-2及SOB-1和SOB-2的混合菌对矸石中总硫和黄铁矿均有较好的脱除效果,其脱除率最高可达51.08%和71.5%。矸石样品中的黄铁矿硫经氧化转变成硫代硫酸盐硫和硫酸盐硫,SOB-2和混合菌明显促进了硫的形态变化,并且两株菌及其混合菌可能对噻吩硫也有一定脱除效果。

充气量和补铁对嗜酸菌群铁氧化速率的影响

研究了充气量和补加铁对嗜酸菌群铁氧化速率的影响。结果表明,充气量低时菌群生长缓慢,提高充气量可促进菌群的生长和膜的形成,充气量过大则不利于细菌挂膜,影响菌群密度。5L培养体系的最佳充气量为0.6L/min。较大充气量可维持较高浓度的溶解氧及其平衡,获得较高的铁氧化速率。补加Fe2+可使菌群的生长维持在对数增长期及稳定期,可显著提高菌密度和铁氧化速率,铁氧化速率最高可达1.75g/(L.h),是常规菌液培养条件下的10倍左右。

镍离子对氧化亚铁微螺菌和喜温嗜酸硫杆菌活性的影响

氧化亚铁微螺菌和喜温嗜酸硫杆菌是浸矿细菌的一种两种常见的浸矿细菌,为了测定重金属镍离子对它们活性的影响,设置了不同浓度镍离子的摇瓶实验,在温度为45℃,转速为150 r/min的条件下开展实验。结果表明:镍离子浓度在小于2 g/L时,氧化亚铁微螺菌和喜温嗜酸硫杆菌的活性不受影响;镍离子浓度在4 g/L时,细菌的活性受到影响,活性降低,但通过自身的调节作用,还可以继续生长;镍离子浓度大于8 g/L时,细菌几乎不生长。

嗜酸热原体菌的超氧化物歧化酶的结构模建和进化踪迹分析(英文)

为考察来源于极端高温酸性环境中的超氧化物歧化酶,建立了一个由嗜酸热原体菌的sod基因编码的蛋白质的可靠三维分子结构,并对这个蛋白质进行进化踪迹分析识别出了11个踪迹残基?其中,残基Asn39,Gly105和Glu162的位置随机遍布整个结构,其余的残基却全部都明显地聚于一个靠近铁原子的子类当中?由此从在三维结构确认sod基因编码含铁的超氧化物歧化酶。此外,那些被识别的靠近铁原子的踪迹残基可能跟铁的绑定和催化功能直接相关?

极端嗜酸热古菌Acidianus manzaensis硫氧化模型构建

为了解极端嗜酸热古菌硫氧化代谢途径,基于Acidianus manzaensis YN-25全基因组信息,通过NCBI数据库比对初步筛选了20个可能与硫氧化相关的基因,并通过实时定量PCR(RT-qPCR)比较了所筛选基因在以单质硫(S^0)和亚铁(Fe2+)两种不同能源底物培养下的表达差异。结果表明,A.manzaensis菌中存在至少15个与硫氧化相关的基因,经过比对分析,它们包括5个编码氧化单质硫(S^0)及含硫中间产物的酶基因、4个编码末端氧化酶基因、1个编码硫酸根转运蛋白酶基因、1个编码电子传递蛋白基因,以及4个编码与硫氧化密切相关的硫还原蛋白家族(Sulfur reduction protein)的dsr E基因。基于上述实验分析结果,拟构建极端嗜酸热古菌A.manzaensis的硫氧化模型,即胞外的S^0跨膜转运进入细胞内后,经硫氧化蛋白(SOR)氧化还原生成S_2O_3^(2-),SO_3^(2-)和H_2S等含硫中间产物。接着,细胞内通过其他相关硫氧化酶的作用将这些中间产物进一步氧化,并将氧化得到的电子传递给细胞膜上的氧化型醌(Q^(2+)),使其形成还原型的醌(QH_2),QH_2最终被末端氧化酶氧化形成NADH和ATP,从而为细胞生长提供能量。

金属离子对中等嗜热混合菌活性的影响

通过金属耐受试验,测定了金属离子Mo^(6+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)对中等嗜热混合菌(喜温嗜酸硫杆菌和氧化亚铁微螺菌共培养体系)活性的影响。结果表明,随着金属离子浓度的提高,细菌的活性降低,受试菌对上述3种金属离子的耐受浓度分别为0.6g/L、10 g/L和30 g/L,3种金属离子的毒性顺序为:Mo^(6+)>Cu^(2+)>Zn^(2+)。喜温嗜酸硫杆菌对金属离子的耐受能力高于氧化亚铁微螺菌。结果说明喜温嗜酸硫杆菌和氧化亚铁微螺菌共培养体系具有较强的金属离子耐受能力,特别是耐受钼的能力很强,适于含钼硫化矿、含钼废料以及含钼污泥等的生物浸出。

中温及嗜热菌对不同成因黄铜矿浸出行为的影响

以斑岩型黄铜矿和矽卡岩型黄铜矿为研究对象,考察了嗜酸氧化亚铁微螺菌(L f)和嗜热硫氧化硫化杆菌(S t)对不同成因黄铜矿浸出行为的影响。结果表明,在2种不同细菌浸出体系中矽卡岩型黄铜矿均表现出比斑岩型黄铜矿浸出率高;S t浸出2种不同成因黄铜矿的效率均比L f的好。通过对不同浸矿时间黄铜矿浸出渣的XRD检测并结合黄铜矿浸出过程反应步骤的分析表明,2种细菌浸出不同成因黄铜矿的机制相同,细菌的代谢途径及反应温度是影响同类成因黄铜矿浸出率和代谢产物差异的主要原因。S t作用下浸出后期黄铜矿表面有黄钾铁矾生成,而L f浸出体系黄铜矿表面主要是S的不断积累。同种浸矿菌种浸出不同成因黄铜矿时,矽卡岩型黄铜矿在浸出第15 d有S生成,斑岩型黄铜矿在S t浸出体系S生成的时间更晚,在L f浸出体系S的生成量则更少,推测矿物性质是引起其差异的主要原因。

两株不同铁氧化细菌合成的沉淀差异性分析

通过ICP-AES、SEM、XRD和FTIR等方法,对不同铁氧化细菌在不同温度条件下所合成的赭黄色高铁沉淀进行了分析。结果表明:无论是嗜铁钩端螺旋菌DY菌株(Leptospirillum ferriphium),还是嗜酸氧化亚铁硫杆菌GF菌株(Acidithiobacillus ferrooxidans)合成的沉淀都是黄钾铁矾和黄铵铁矾的混合物;其中,GF合成的沉淀混合物中黄钾铁矾的含量比DY合成的黄钾铁矾约高出5.53%;而DY合成的沉淀中,黄铵铁矾的含量比GF合成的沉淀中的黄铵铁矾的含量约高出15.24%。

腾冲嗜酸两性菌硫氧化还原酶分子结构中铁原子结合位点的新特征

前期研究表明,铁原子对于嗜酸两性菌中硫氧化还原酶(SOR)的活性至关重要.本研究表明,2,2′-联吡啶、1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠、8-羟基喹啉等特异性铁离子螯合剂强烈抑制腾冲嗜酸两性菌SOR酶活性,进一步表明铁原子是SOR酶活必需.对目前基因组数据库中的SOR基因或者SOR类似基因进行序列比对,发现了一个潜在的铁原子结合模体(H86-X3-H90-Xn-E114-Xn-E129).据此,本研究采用定点突变技术,将氨基酸残基H86,H90和E129分别突变为苯丙氨酸或者丙氨酸,圆二色光谱测定发现突变体(H86F,H90F和E129A)的二级结构没有明显改变,但是这3个突变体全部丧失了酶活性.突变体蛋白中铁原子含量测定结果表明,3个突变体全部或者部分丢失了铁原子,而之前研究中获得的3个半胱氨酸突变体(完全丧失了酶活)铁原子含量没有变化.根据本研究并结合前期实验结果可知,SOR分子中模体C31-Xn-C101-X2-C104是底物硫分子活化区域;而模体H86-X3-H90-X23-E114-X14-(E/D)129是SOR分子中铁原子的结合区域,与铁原子结合形成一个非卟啉铁中心,是SOR的氧化还原中心;这两个区域均是SOR酶活性的必需部分.

海底热液环境中嗜中性微需氧铁氧化菌的多样性、生物矿化作用及其代谢特征

铁元素是深海热液活动产物的主要成分之一,也是热液喷口处化能自养微生物生态系统的重要驱动元素。以Zetaproteobacteria为典型代表的嗜中性微需氧铁氧化菌是海底喷口及其周围环境中生物介导的Fe^(2+)氧化这一生物矿化作用的主要驱动者。这些铁氧化菌通过氧化Fe^(2+)获取维持自身代谢所必需的能量,同时分泌有机质将氧化后的不溶铁(氧化物或氢氧化物)沉淀于细胞外,形成具有螺旋丝带状、中空长杆状、分叉管状以及其他具有特殊形貌特征的显微结构体,进而堆积成广泛分布于海底的富铁氧化物/氢氧化物。越来越多的研究表明,编码细胞色素孔蛋白的cyc2基因是Zetaproteobacteria铁氧化菌进行Fe^(2+)氧化的关键基因,而细胞色素c或其他周质细胞色素则是Fe^(2+)氧化过程中的关键电子传递载体。基于宏基因组分析的系列研究揭示了Zetaproteobacteria普遍具有多种与氮、硫、氢以及砷元素循环密切相关的功能基因与代谢途径,暗示了其在上述元素循环过程中的潜在作用。本文系统地总结了海底热液喷口及其周围环境中发现的嗜中性微需氧铁氧化菌的多样性和生理特征以及它们进行Fe^(2+)氧化生物矿化作用而形成的显微结构记录、介导Fe^(2+)氧化的关键基因与电子传递路径等,有利于全面、系统地认识该类微生物在海底热液喷口关键成矿元素的迁移与富集、维系喷口生态以及微生物成矿等方面所起的作用与贡献。

培养条件对三种细菌在黄铁矿表面吸附的影响

实验研究了中等嗜热浸矿菌(A.c菌、S.t菌和L.f菌)在黄铁矿表面的吸附影响,通过测定在不同溶液pH值(1.6、2.0和2.5)和温度(40℃和45℃)条件下细菌在黄铁矿表面的吸附,分析培养条件对细菌吸附的影响。研究结果表明,L.f菌在矿表面具有较强的吸附能力,在温度为40℃,pH=2.0时,吸附量达到89.47%;pH=1.6时,混合菌(A.c菌∶S.t菌∶L.f菌为1∶1∶1)的吸附量达到75.54%。溶液初始温度的变化,对矿驯化菌的接触角和Zeta电位影响不明显,但是随着溶液pH值的升高,菌的接触角和Zeta电位均有所下降。静力显微镜和扫描电子显微镜检测结果显示,细菌在黄铁矿表面呈单细胞或簇状排列,且大量的细菌吸附在黄铁矿的裂缝或凹陷处,这对矿物的浸出具有重要意义。

山西省阳泉矿区酸性矿水细菌群落组成特征探究

为探究废弃煤矿区酸性矿水群落组成特征,于2017—2018年夏、冬、春季在山西省阳泉矿区小沟村酸矿水渗出点(AMD1)和小沟村露天矿积水(AMD2) 2个样点采集水样,运用高通量测序技术分析测定各样本细菌群落组成,发现:小沟村酸矿水渗出点中,铁氧化菌Acidithiobacillus和铁还原菌Acidiphilium是夏季细菌群落中的主要菌属,norank_p_WS6和铁氧化菌Gallionella分别是冬季和春季的主要菌属;小沟露天矿积水中,铁还原菌Acidiphilium是夏季的优势菌属,铁氧化菌Ferrovum是冬季和春季的主要优势属。其他菌属均为低丰度成员,其中在夏季露天矿积水样点中发现少量的硫氧化菌Thiomonas。主成分分析表明夏季和冬季细菌群落差异尤为显著,结合优势属的表型分析,可能与水体中细菌对温度的敏感性有关。