莫高窟壁画与空气细菌多样性及其对颜料色变的模拟试验分析

作     者：刘贤德 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汪万福;冯虎元

授予年度：2015年

学科分类：0710[理学-生物学] 0601[历史学-考古学] 06[历史学] 060107[历史学-文化遗产与博物馆] 07[理学] 071005[理学-微生物学] 

主      题：敦煌 细菌 铅丹 土红 色变 模拟试验 

摘      要：为探究莫高窟洞窟壁画所处环境中壁画表面细菌和空气中细菌组成的异同及评估环境细菌菌株对壁画颜料土红和铅丹的色变能力,采集自莫高窟洞窟壁画和空气的样品经传统分离培养、形态特征描述与初步分类,得到的可培养细菌再进行16S rRNA基因的PCR扩增、双酶切分型、克隆测序与NCBI数据库比对鉴定。得到的细菌菌株分别接入含0.25%、0.5%、1.0%和2.0%的铅丹颜料LB液体培养基,和0.05%、0.2%、0.8%和3.2%含土红颜料LB液体培养基中于37℃、150rpm摇培20天,用色差仪测量、记录颜料培养基在不同培养时间下的色度值,并计算出颜料培养基色度值的改变量。结果表明,得到的空气细菌33株分属于3个门,放线菌门、厚壁菌门和变形菌门;包括醋杆菌科、芽孢杆菌科、微杆菌科、微球菌科、草酸杆菌科、类芽孢杆菌科等15个科,其中芽孢杆菌科和微球菌科为优势科;20个属,包括不动杆菌属、微球菌属、节细菌属、芽孢杆菌属、短杆菌属、短波单胞菌属、微小杆菌属等,其中芽孢杆菌属和微球菌属为优势属,1株未鉴定。分离所获壁画细菌44株,分属于3个门：放线菌门、厚壁菌门和变形菌门;包括芽孢杆菌科、伯克氏菌科、类诺卡氏菌科、微杆菌科、微球菌科等12个科;不动杆菌属、气微菌属、假单胞菌属、含铜菌属、鞘氨醇单胞菌属、节细菌属、芽孢杆菌属等21个属,其中芽孢杆菌属、假单胞菌属、节细菌属和不动杆菌属是优势属。空气和壁画细菌组成具有相同的门,属的数量接近,优势属均为芽孢杆菌属和节细菌属。根据颜料培养基色度的改变程度筛选出15株铅丹色变菌株,分别与数据库中枯草芽孢杆菌、藤黄微球菌、考克氏菌、弯曲芽孢杆菌,动性杆菌、纳西杆菌、假单胞杆菌和丛毛单胞菌等具有较高相似性,其中空气细菌6株,壁画细菌9株;筛选获得土红色变菌共12株,与鲁氏不动杆菌、节细菌、贪铜菌、申氏不动杆菌、施氏假单胞菌、岩下芽孢杆菌、沙福芽孢杆菌等具有较高相似性,其中空气中7株,壁画5株。色变细菌引起铅丹颜料的色变较土红颜料更加明显,细菌介导的土红和铅丹颜料在低浓度下较高浓度明显。模拟试验中色差值的分解分析表明,多数情况下,颜料色度在监测期内向红色变淡、黄色偏浅的方向发展。本论文成果对阐释文化遗产保存环境中细菌介导的壁画矿物颜料色变过程具有重要的指示意义。