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中国大陆超深钻（CCSD）高压变质岩嗜碱铁还原菌培养研究

作　者: 吕国
导　师: 于炳松；董海良
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 矿物学、岩石学、矿床学
关键词: 中国大陆科学钻探项目(CCSD) 地质微生物学嗜碱厌氧菌硫酸盐还原菌(SRB)
分类号: P634
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在中国大陆科学钻探项目(CCSD)研究中,从地下深880米的钻孔深处,采集的泥浆样品中分离出了一个嗜碱性厌氧菌新种。在形态上,该细菌新种表现出轻微的弧形杆菌形态。在生理上对该细菌进行了定性,通过在10-48℃这一温度范围内进行观察,发现其最适生长温度为38℃,通过对0-7.5% NaCl盐度范围和0-6% KCl盐度范围分别进行观察,并对6.4-12.4 pH值范围进行测量,发现其最适pH值为9.4。严格意义上的厌氧细菌能够利用多种有机物作为营养物质,如蛋白胨、肉汁、乳酸盐、纤维二糖、葡萄糖、核糖和延胡索酸盐等。该菌基因组G+ C含量为35.4 mol%。基于16S rRNA序列的系统发生分析,结果表明分离到的细菌新种属于厚壁菌门,即G+ C含量较低的革兰氏阳性菌。对16S rRNA进行的系统发育分析,表明该细菌属于Clostridiaceae科,G+ C含量低,与Anaerobranca gottschalkii和Anaerobranca californiensis的核苷酸同源性分别达到94%和93%。分离出来的细菌代表了一个嗜碱性新种。根据其生理和分子特性,建议将该细菌命名为Alkaliphilus Aanaerobic- sp. nov。高度厌氧生存环境,以及该细菌与CCSD钻孔中的其他分离物的比较,也在本文中进行了讨论。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1. 绪论  10-37
  1.1 地质微生物研究进展  10-28
    1.1.1 地质微生物学定义  10
    1.1.2 地质微生物学研究方向  10-11
    1.1.3 地质微生物学研究方法  11-17
    1.1.4 地质微生物学新进展  17-28
  1.2 国际大洋钻探计划(ODP)及中国大陆科学钻探工程(CCSD)简介  28-29
  1.3 中国大陆科学钻探地质微生物学研究进展  29-35
    1.3.1 CCSD27 个岩心样品的DAPI 分析结果与深度对照  30-32
    1.3.2 CCSD 地温梯度  32-34
    1.3.3 CCSD 岩心样品微生物丰度分布  34
    1.3.4 CCSD 岩心样品微生物多样性研究  34-35
    1.3.5 前人研究的缺陷  35
  1.4 研究目的及意义  35-37
    1.4.1 界定生物圈下限  35-36
    1.4.2 可能发现新菌种资源  36
    1.4.3 推动矿床地质微生物学的发展  36
    1.4.4 新物种新用途  36-37
2. 材料与方法  37-62
  2.1 实验材料  37-39
    2.1.1 主要试剂  37-38
    2.1.2 主要实验仪器设备  38-39
  2.2 实验方法  39-42
    2.2.1 采样及样品处理  39-41
    2.2.2 地化分析  41-42
  2.3 微生物培养分离  42-50
    2.3.1 富集培养基设计及培养条件  43-49
    2.3.2 分离  49-50
  2.4 微生物种属鉴定  50-56
    2.4.1 形态：荧光显微镜、SEM/TEM  53-54
    2.4.2 革兰氏染色  54
    2.4.3 G +C 含量测定  54-55
    2.4.4 种属:16S rRNA 基因测序  55-56
  2.5 微生物生理生化指标测试  56-58
    2.5.1 蛋白质量测定指示生物量  56-57
    2.5.2 生长温度范围曲线  57
    2.5.3 生长pH 范围测定  57
    2.5.4 耐受盐度范围  57
    2.5.5 抗生素抗性测定  57-58
  2.6 微生物功能指标测试  58-62
    2.6.1 产H_2S 及CH_4 的测定  58
    2.6.2 分离的菌株与各种矿物氧化还原作用测试  58-62
3. 结果  62-84
  3.1 地化指标  62
  3.2 可分离微生物菌种鉴定  62-64
  3.3 生理生化指标  64-72
    3.3.1 蛋白质量测定指示生物量  64-65
    3.3.2 生长温度范围曲线  65-68
    3.3.3 生长pH 范围测定  68-70
    3.3.5 抗生素抗性测定  70-71
    3.3.6 生长所需碳源测定  71-72
  3.4 微生物功能指标测试  72-84
    3.4.1 产H_2S 及CH_4 的测定  72
    3.4.2 分离的菌株与各种矿物氧化还原作用测试  72-76
    3.4.3 普通光镜与扫描电镜（SEM）的形态测定结果  76-77
    3.4.4 透射电镜（TEM）的形态测定结果  77-79
    3.4.5 G+C 含量测定  79
    3.4.6 分离的菌株与NAu-2 的氧化还原反应  79-80
    3.4.7 分离的厌氧菌对钒的还原作用的测定结果  80-81
    3.4.8 分离的厌氧菌对针铁矿的还原作用的测定结果  81-84
4. 讨论分析  84-90
  4.1 培养基的设计  84-88
  4.2 嗜碱、铁还原的特性  88
  4.3 指示意义  88-90
5 结论与展望  90-92
  5.1 本研究结论  90
  5.2 极端环境地质微生物的应用前景  90-92
致谢  92-94
参考文献  94-99
附录  99-122
  1.发表的文章  99-100
  2.16S rRNA 测序结果  100-119
  3.TEM 和SEM 图版  119-122
个人简历  122

中国大陆超深钻（CCSD）高压变质岩嗜碱铁还原菌培养研究

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