AMD廢水中的微生物群落結(jié)構(gòu)及其在不同富集培養(yǎng)條件下的動(dòng)態(tài)變化.pdf

1、酸性礦坑水(acid mine drainage，AMD)，通常指的是廢礦和尾礦的浸出水，它們呈特別的酸性，含有高濃度的金屬(鐵、鋁、錳或其他的重金屬)和非金屬離子，已經(jīng)成為我國(guó)一個(gè)巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境負(fù)擔(dān)。酸性礦坑水中存在多種原核礦質(zhì)化能自養(yǎng)細(xì)菌，如Aciditiobacillusferrooxidans、L．ferrooxidans、A．thiooxidans和A．caldus等。AMD中存在的多種多樣的菌群在一起聯(lián)合作用，加速了礦石的

2、氧化，造成了環(huán)境的巨大污染。而作為當(dāng)今處理AMD廢水的有效方法之一的生物預(yù)防策略，研究AMD中的微生物種類及其結(jié)構(gòu)就有非常重大的意義。 東川銅礦坐落于中國(guó)云南省東部，擁有超過(guò)四百年的開采歷史，海拔在1800米以上，常年氣溫較低。東川銅礦為一個(gè)典型的沉積銅礦，其蘊(yùn)涵的豐富資源，是中國(guó)最出名的原生沉積銅礦。研究東川銅礦AMD中微生物群落和結(jié)構(gòu)有利于我們預(yù)防酸性廢水，保護(hù)環(huán)境，并用于工業(yè)處理。本文主要研究東川銅礦三個(gè)樣地的地球化學(xué)性

3、質(zhì)，通過(guò)建立16s rRNA基因克隆數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)評(píng)估其酸性廢水的群落結(jié)構(gòu)，同時(shí)討論了其地球化學(xué)性質(zhì)、溫度、pH值及離子濃度對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響。利用限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性和16s RNA PCR擴(kuò)增及其序列分析來(lái)研究中國(guó)云南東川黃銅礦酸性浸礦廢水(．AMD)中微生物群落結(jié)構(gòu)?；诮?6s RNA克隆文庫(kù)的分子方法常常被用來(lái)研究AND中微生物生態(tài)，16s rRNA基因被PCR擴(kuò)增，克隆，然后用限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性來(lái)篩選出其不同種類。在三個(gè)樣

4、地中，共挑選了357個(gè)克隆子，經(jīng)限制性酶切分析后聚為100個(gè)可操作分類單元(OTU)。一個(gè)OTU代表各個(gè)樣地中出現(xiàn)的同一種酶切圖譜。有58個(gè)OTU被測(cè)序分析，結(jié)果在基因數(shù)據(jù)庫(kù)中比對(duì)分析，其系統(tǒng)發(fā)育分析表明它們聚類為六大類：γ-proteobacteria，Acidobacteria，Clostridia，Actinobacteria，Nitrospira，α-proteobacteria。其中，γ-proteobacteria為最大的種

5、群，在三個(gè)樣地DCK-Ⅰ，DCN-Ⅰ and DC-Ⅱ中分別占36﹪，57﹪，62﹪的比例。但與浸礦相關(guān)的微生物如At.ferrooxidans；L.ferrooxidans等卻發(fā)現(xiàn)的很少，僅在兩個(gè)樣地中各發(fā)現(xiàn)四個(gè)相關(guān)的OTUs。在這個(gè)AMD環(huán)境中浸礦相關(guān)的微生物都不是優(yōu)勢(shì)種群。 鑒于AMD中微生物群落受到底物的限制，研究在不同的營(yíng)養(yǎng)條件下群落的變化，有助于我們了解AMD的形成以及從中選擇性篩選出具有代謝某一特定物質(zhì)的高效菌種

6、，利用不同的能源物質(zhì)培養(yǎng)所采得的酸性浸礦水，分析比對(duì)培養(yǎng)前后的微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，發(fā)現(xiàn)在不同物質(zhì)作為能源時(shí)，得到的培養(yǎng)物中的微生物群落結(jié)構(gòu)各不相同，例如在利用亞鐵為能源時(shí)的主要的微生物為Aciditiobacillusferrooxidans菌，其他的微生物如L.ferrooxidan，Acidiphilium sp也可能存在，但只為少數(shù)存在。而利用硫粉為能源物質(zhì)時(shí)卻以Acidithiobacillus ferrooxidans,和L

7、eptospirillum ferrooxidans，其他卻沒有發(fā)現(xiàn)，而在加亞鐵又加硫粉為能源物質(zhì)時(shí)卻以Acidiphilium sp和Acidithiobacillus ferrooxidans為主，亞鐵、硫粉加酵母浸膏培養(yǎng)時(shí)卻以Leptospirillum ferrooxidans為主要存在的微生物，兼有少量的其他的物質(zhì)存在。在而利用原始的AMD廢水用9K培養(yǎng)基富集培養(yǎng)后的浸礦過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)其浸礦效果因其pH值和礦漿濃度的不同而改