固氮氧化亚铁钩端螺旋菌产次生矿物的条件优化及矿物鉴定

作     者：张翠静 张爽 刘涛 赵丹 晏磊 

作者机构：黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院黑龙江省寒区环境微生物与农业废弃物资源化利用重点实验室 黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院农业农村部东北平原农业绿色低碳重点实验室 

出 版 物：《微生物学通报》 (Microbiology China)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：黑龙江省重点研发计划指导类项目(GZ20220051) 黑龙江八一农垦大学三纵三横支持计划(ZRCPY202320) 

主　　题：固氮氧化亚铁钩端螺旋菌 次生矿物 响应面法 生物氧化 

摘      要：【背景】固氮氧化亚铁钩端螺旋菌培养过程中会产生大量次生矿物。【目的】通过条件优化探究固氮氧化亚铁钩端螺旋菌产次生矿物的最优条件，为后续生物次生矿物的应用提供材料。【方法】通过单因素试验探究pH、温度、转速、装液量对固氮氧化亚铁钩端螺旋菌次生矿物合成产量的影响，并根据实验结果设计响应面试验对产矿条件进行优化。对制备的次生矿物进行表征测试。【结果】单因素试验结果表明，在pH 3.00，温度35.0℃，转速150 r/min条件下次生矿物产量分别达到最高，装液量对次生矿物产量影响不显著。选取pH、温度、转速进行响应面试验得到产次生矿物最优条件为：pH 2.82、温度31.7℃，转速135 r/min。优化后产量由单因素试验中最高值57.714 mg/(L·h)提高到65.436mg/(L·h)。X射线衍射（x-ray diffraction， XRD）结果表明矿物结晶度较差，是一种无定形羟基高铁矿物，扫描电子显微镜（scanning electron microscope， SEM）结果表明矿物呈现表面片层短针状结构、具有较大的比表面积。【结论】通过单因素试验和响应面试验优化了次生矿物的生物合成条件，为下一步次生矿物的应用打下了良好的基础。