鉀質(zhì)粗面巖表生細(xì)菌的空間分布及其在巖石風(fēng)化中的作用.pdf

1、微生物廣泛存在于自然環(huán)境中，其與巖石、礦物的風(fēng)化作用是最重要的地球化學(xué)現(xiàn)象之一。本論文通過研究鉀質(zhì)粗面巖表生細(xì)菌的空間分布及其在巖石中的風(fēng)化作用，為巖石到土壤演變過程中細(xì)菌群落變化，以及微生物-礦物風(fēng)化機(jī)理提供理論依據(jù)，同時(shí)豐富礦物風(fēng)化細(xì)菌的物種資源庫。
　　在南京小龍山鉀礦區(qū)采集了位于不同高度的鉀質(zhì)粗面巖樣品及土壤樣品。三份巖石樣品距離地面為16m、8m、2m，分別編號(hào)H、M、L;土壤樣品編號(hào)S。采用變性梯度凝膠電泳(DGGE)

2、技術(shù)及16SrRNA序列鑒定技術(shù)研究了四份樣品的細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律。結(jié)果表明，樣品中的細(xì)菌歸屬于Acidobacteria、Actinobacteria、Chloroflexi、Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria五大菌群以及不可培養(yǎng)細(xì)菌(Unculturedbacteria)的10個(gè)菌目。其中Ktedonobacterales為該礦區(qū)的優(yōu)勢(shì)菌群，在四份樣品中所占的比例分別為75％，59％

3、，71％，64％(H、M、L、S)。其中unclassifiedActinobacteria是M樣品的特有菌目，Chromatiales是土壤樣品的特有菌目。
　　從上述鉀質(zhì)粗面巖和土壤樣品中分離并篩選到200株巖石風(fēng)化細(xì)菌。搖瓶培養(yǎng)試驗(yàn)，發(fā)酵液中Fe的變化是0.019-7.06mg/L、Si的變化1.701-8.39mg/L、Al的變化0.579-3.77mg/L，對(duì)鐵具有溶出能力的細(xì)菌在每份樣品(H、M、L、S)中的比例分別是

4、74％、44％、58％和92％;對(duì)硅具有溶出能力的細(xì)菌在每份樣品(H、M、L、S)中的比例分別是62％、100％、30％和98％;對(duì)鋁具有溶出能力的細(xì)菌在每份樣品(H、M、L、S)中的比例分別是48％、66％、50％和86％。對(duì)鉀質(zhì)粗面巖中的Fe、Si、Al具有較高溶出能力的菌株占總細(xì)菌數(shù)的比例分別為26％、4％、15％。具有高產(chǎn)鐵載體能力的菌株占總細(xì)菌數(shù)16％。具有較強(qiáng)產(chǎn)酸能力(pH＜3.5)的菌株占總細(xì)菌數(shù)28％。對(duì)這些巖石風(fēng)化細(xì)菌

5、進(jìn)行16SrRNA序列鑒定及系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析，結(jié)果表明細(xì)菌主要?dú)w類于厚壁菌門(Firmicutes)、放線菌門(Actinobacteria)、(α)-變形菌綱(Alphaproteobacteria)，β-變形菌綱(Betaproteobacteria)，r-變形菌綱(Gammaproteobacteria)五大菌群的15個(gè)菌屬。其中芽孢桿菌屬(Bacillus)和節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)是優(yōu)勢(shì)菌屬;cellulosimic

6、robium，Acinetobacte,Curtobacterium,phingomonas,Leifsoni,Erwinia,Sinomonas7個(gè)種屬是H樣品的特有菌屬;Pseudomonas，Rhizobium是M樣品的特有菌屬;而在該礦區(qū)的土壤樣品中只檢測(cè)到Bacillus，Arthrobacter兩個(gè)菌屬。
　　選取H87、M55、L17、S2四株高效菌株進(jìn)行巖石風(fēng)化的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，研究其對(duì)鉀質(zhì)粗面巖中主要元素(Fe、Si、