在酵母粉或Cu^(2+)胁迫下古菌Ferroplasma thermophilum与两种中度嗜热细菌的协同作用

本研究目的为考察在酵母粉或Cu2+胁迫下,古菌Ferroplasma thermophilum在分别与其他两种中度嗜热细菌(Leptospirillum ferriphilum和Acidithiobacillus caldus)混合培养体系中的生态功能。实验在250 mL摇瓶中进行,采用纯培养与混合培养对照的方法,结合荧光定量PCR(Quantitive PCR,Q-PCR)技术考察F.thermophilum分别与其他两种中度嗜热菌之间的协同作用。结果表明:在0.04%(w/v)酵母粉胁迫下,L.ferriphilum YSK纯培养物的生长受到完全抑制,而At.caldus s2纯培养物的生长不受抑制。F.thermophilum L1与L.ferriphilum YSK混合培养减轻了酵母粉对L.ferriphilum YSK的抑制作用且促进其生长;F.thermophilum L1/At.caldus s2混合培养体系中,F.thermophilum L1的加入能够促进平稳期At.caldus s2的生长。在5 g/L Cu2+胁迫下,F.thermophilum L1与L.ferriphilum YSK混合培养时,F.thermophilum L1生长被促进,而L.ferriphilum YSK的生长受到抑制;F.thermophilumL1与At.caldus s2混合培养能够有效地促进彼此生长,且协同促进铁/硫氧化代谢。

嗜中高温嗜酸古菌Ferroplasma thermophilum的培养条件优化

在中高温和较低pH条件下,Ferrroplasma spp.是进行硫化矿生物浸出的重要微生物。Ferroplasma spp.为古菌,无细胞壁,对矿浆浓度、搅拌剪切力以及溶液中的重金属离子等敏感,很难得到高密度的纯培养,给大规模的工业应用带来了一定难度。研究了F.thermophilum摇瓶培养时的最佳生长条件,单因素考察结果表明最适培条件为:温度50oC,初始pH0.5,250mL的摇瓶装液量为50mL,无机氮源(NH4)2SO4。通过正交试验确定了FeSO4·7H2O、酵母粉和蛋白胨最适组合为FeSO4·7H2O40g/L,酵母粉0.3g/L,蛋白胨0.2g/L。优化培养后,F.thermophilum浓度达到了6.3×107个/mL,40g/L的FeSO4·7H2O在72h内全部氧化完全。该结果可为该类古菌的扩大培养以及工业应用提供参考。

极端嗜酸古菌Ferroplasma thermophilum合成胞内含钴铁纳米颗粒

本文研究一种极端嗜酸古菌Ferroplasma thermophilum合成胞内含铁钴的纳米颗粒。通过冷冻切片和透射电镜发现纳米颗粒的大小在20~60nm,其数目在每个细胞中平均超过30个,这表明Ferroplasma thermophilum不仅可以合成胞内纳米颗粒,还是一种高产菌。更有趣的是,通过EDS X-ray分析表明,纳米颗粒的元素组成包含铁与钴,这表明铁与钴都参与了纳米颗粒的合成。更重要的是,在不同能源物质由硫酸亚铁与黄铜矿的培养下,发现Ferroplasma thermophilum所合成的纳米颗粒大小与形态不同。进一步研究表明,这一现象与培养基中最初铁离子浓度和电位有关,在高初始铁离子浓度培养下,Ferroplasma thermophilum所合成的纳米颗粒较大,低电位导致纳米颗粒形态不均一,原因在于高初始铁离子浓度与低电位促进了Ferroplasma thermophilum铁离子的吸收。我们的研究丰富了磁性细菌的趋磁种类,增加了微生物合成胞内纳米颗粒的多样性,尤其是钴的参与。