安徽铜陵酸性矿山环境中微生物功能群分析及真菌TY6-2生物矿化研究

作     者：李健慧 

作者单位：南京大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王睿勇

授予年度：2016年

学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 07[理学] 071005[理学-微生物学] 10[医学] 

主      题：酸性矿山 酸矿水 真核微生物 原核微生物 微生物功能群 TY6-2 生物学特性 生物矿化 

摘      要：从安徽铜陵狮子山矿区采集酸矿水及底泥、尾砂样品,采用YE、Fe、FeT、FeS四种选择性培养基,分离样品中存在的原核微生物和真核微生物,经连续划线纯化后共获得原核微生物1 7株,真核微生物50株(酵母35株,霉菌15株)。通过16SrDNA, ITS1 /ITS4和D1/D2序列同源性分析,发现分离到的17株原核微生物属于10个属,分别是Streptomyces sp., Ccomamonas sp., Acidithiobacillus sp., AacidopHillus sp., Ralstonia sp., Terrabacter sp., Escherichia sp., Herbaspirillum sp., Dyella sp., Acidolella sp.,其中某些菌株具有铁氧化、铁还原和硫氧化功能;35株酵母属于4个属,分别是Rhodotorula sp., Rhodosporidium sp., Candida sp., Cryptococcus sp某些菌株具有耐酸特性;15株霉菌属于5个属,分别是Penicillium sp., Eurotiales sp., Trichoderma sp., Beauveria sp., Penidiella sp.,某些菌株具有吸附、耐受金属离子及生物矿化的功能。在酸矿水及底泥、尾砂样品中,分离到的原核微生物的生物量均高于真核微生物,尾砂样品中微生物生物量低于酸矿水及底泥样品中,对各样品中微生物按功能进行分类主要包括：嗜酸性铁氧化细菌、嗜酸性硫氧化细菌、中度嗜酸性铁氧化细菌和嗜酸性异养菌、铁还原菌等功能群,各微生物功能群相互协同、相互配合,共同维持酸矿山环境中生态系统的稳定和各元素的动态平衡。对分离得到的一株真菌TY6-2进行了详细的生物学特性研究和菌种鉴定。TY6-2在PDA培养基上特征如下：生长速度较快,菌落疏松,呈绒絮状,菌落最初为白色,后逐渐变为翠绿色,有孢子产生：在FeT培养基上,菌落呈弥散形生长,生长缓慢,菌体表面有黄色壳体产生;TY6-2在pH 1-10范围内均有不同程度的生长,最适生长pH为7;在0-50℃温度范围内菌体均有不同程度生长,最适生长温度为30℃;在盐度小于6%的范围内菌体均可生长,盐浓度为0%时菌体生长最好。TY6-2为好氧型菌株,在厌氧环境下不能生长。经分子生物学鉴定,TY6-2与Penicillium oxalicum的同源性高达99%,因此确定TY6-2为Penicillium oxalicum。对TY6-2的功能特性进行研究发现,在近中性的环境中能够吸附铁离子,吸附率高达70%,相同条件下吸附效率显著高于分离到的其他霉菌;TY6-2活菌生物成矿能力高于灭菌处理的死菌,活菌菌体表面有大量矿物颗粒附着,有形态较规则的矿物颗粒存在,相比之下死菌菌丝体断裂、中空,有机质消失,矿化能力明显低于活菌,无规则矿物颗粒生成。对TY6-2与培养液长期相互作用形成的沉淀物进行分析,发现矿物沉淀主要以Fe20,为主,这对于酸矿水及底泥、尾砂样品中铁元素的回收再利用途径具有重要价值。