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酸模根际产铁载体矿物分解细菌的分离筛选及其与矿物相互作用

作　者: 张垠
导　师: 何琳燕
学　校: 南京农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 假单胞菌 荧光铁载体 矿物分解细菌 相互作用
分类号: Q93-33
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


微生物、植物对矿物共同作用能够影响岩石、矿物的分解和土壤形成。随着研究的深入,人们发现生物在岩石的风化、成土过程中发挥着不可忽视甚至是决定性的作用。本文主要研究矿区植物酸模根际产铁载体矿物分解细菌与云母类矿物的相互作用,并探讨细菌代谢产物铁载体对矿物的风化作用,以期为进一步阐明产铁载体矿物分解细菌的作用机理提供理论和试验依据。本研究从南京江宁某钾矿区优势野生植物酸模根际土中分离筛选到42株产铁载体细菌,并通过菌株对钾长石的分解试验复筛获得2株产铁载体矿物分解细菌Z6和Z41,菌株与钾长石作用30 d后发酵液中Si含量分别比对照增加了810%和188%,Fe含量分别比对照增加了219%和245%。通过形态学观察、生理生化特征及16S rDNA的序列测定和比较分析,将菌株Z6、Z41鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas spp.)。对菌株Z6和Z41的生物学特性进行研究,结果表明：菌株Z6、Z41具有产荧光铁载体的能力,且产量都达到+++++；通过超滤、凝胶层析和氨基酸分析对Z6和Z41所产铁载体进行提取、纯化、结构初步分析,结果表明：Z6和Z41所产铁载体中可能含有其它形式的氨基结构。Z6产铁载体主要由苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、赖氨酸组成,以苏氨酸为1浓度单位,5种氨基酸的浓度比接近于1：3：2：2：5；Z41产铁载体主要由苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸组成,以苏氨酸为1浓度单位,则7种氨基酸的浓度比接近于1：5：2：3：1：0.68：6。菌株Z6和Z41最适生长温度为25-30℃,最适生长pH为7.0-9.0,对高渗环境适应性不强。菌株对重金属Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+和抗生素Amp、Kn、Spe、Rif具有不同的抗性。通过室温静置培养试验研究了菌株Z6和Z41与云母类矿物的相互作用。在静置180d时,菌株Z6和Z41对云母类矿物均产生了有效的风化作用。接活菌处理发酵液中Si和Fe浓度达到最高,比接灭活菌对照增加0.5-32.5倍、10-217倍。风化过程中产生了大量荧光铁载体,供试矿物不同,铁载体产量的峰值出现时间也不同,但A400都可达1.0左右。通过扫描电镜(SEM)观察,发现矿物表面凹凸不平,有溶蚀坑出现,在矿物表面有生物膜和次生矿物形成；能谱(EDS)分析表明,接菌180 d后矿物表面的Si、Al、K含量普遍比原始矿物的含量低,说明矿物上的金属元素被释放出来,2株菌对矿物有一定的风化作用。菌株Z6、Z41的代谢产物(有机酸和荧光铁载体)都能侵蚀云母矿物,而有机酸和荧光铁载体复合作用效果不及二者的单独作用。

全文目录


摘要  6-8ABSTRACT  8-10第一章 文献综述  10-24  第一节 产铁载体微生物的研究概况  10-19    1 微生物铁载体的概述  10-19  第二节 国内外对微生物与矿物相互作用研究现状  19-23    1 微生物对矿物的风化作用  20    2 微生物对矿物形成的影响  20-21    3 微生物铁载体参与矿物风化作用的研究  21-23  第三节 研究的目的和意义  23-24第二章 产铁载体矿物分解细菌的分离及筛选  24-32  1 材料  24-26    1.1 样品来源  24    1.2 试验材料  24-25    1.3 培养基  25-26  2 方法  26    2.1 产铁载体菌株的分离及纯化  26    2.2 产铁载体矿物分解细菌的筛选  26  3 结果与分析  26-30    3.1 产铁载体细菌的分离及纯化  26-27    3.2 产铁载体矿物分解细菌的筛选  27-30  4 讨论  30  5 本章小结  30-32第三章 产铁载体矿物分解细菌的鉴定及其生物学特性  32-54  1 材料  32-34    1.1 供试菌株  32    1.2 培养基  32-33    1.3 试剂  33-34  2 方法  34-40    2.1 菌种鉴定  34-37    2.2 菌株的生物学特性  37-38    2.3 环境条件对菌株生长的影响  38-39    2.4 培养基的选择  39-40  3 结果与分析  40-52    3.1 菌株鉴定  40-43    3.2 菌株的生物学特性  43-48    3.3 环境条件对菌株生长的影响  48-50    3.4 培养基的选择  50-52  4 讨论  52-53  5 本章小结  53-54第四章 产铁载体矿物分解细菌与云母类矿物相互作用  54-86  1 材料  54    1.1 供试菌株  54    1.2 试验材料  54    1.3 培养基  54  2 方法  54-56    2.1 试验设计  55    2.2 测定方法  55-56  3 结果分析  56-83    3.1 供试菌株对黑云母和白云母的风化作用  56-76    3.2 矿物对供试菌株代谢的影响  76-82    3.3 细菌代谢产物-铁载体对矿物的浸溶作用  82-83  4 讨论  83-85  5 本章小结  85-86全文总结  86-88本文的创新点  88-92参考文献  92-100致谢  100

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中图分类: > 生物科学 > 微生物学 > 微生物研究与微生物实验 > 微生物学技术与微生物学实验
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