青藏高原冬克玛底冰川可培养细菌群落特征研究

冬克玛底冰川作为重要的长江源头之一,近年来主要以冰川气候、地质变化等自然地理方向的研究为主,而对于冬克玛底冰川不同生境中可培养细菌多样性及群落构成的研究还鲜有报道。为了阐明冬克玛底冰川可培养细菌多样性及其与环境因子的相关关系,发掘冰川微生物资源,针对冬克玛底冰川雪、冰和融水3种生境开展了研究。采用传统可培养法分离菌株,16S rRNA基因序列分析方法进行菌株鉴定,统计学方法分析可培养细菌多样性及其影响因素。结果表明,本研究中可培养细菌分属于放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。其中放线菌门为优势菌门,库克菌属(Kocuria)、微杆菌属(Microbacterium)和马赛菌属(Massilia)为优势菌属。不同生境中的可培养细菌数量、群落结构和多样性均不同,冰样中可培养细菌数量最多、群落结构复杂并且多样性最高。冬克玛底冰川分离的36个菌属中有8个菌属未从其他冰川分离出。冰川不同生境中可培养细菌群落结构差异较大;Cl^-和Ca²⁺     

基于铀矿中本源硫杆菌对黄铁矿和铀矿浸出的协同作用

研究砂岩型铀矿床中本源嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans, At.f）、嗜酸性氧化硫硫杆菌（Acidithiobacillus thiooxidans,At.t）对黄铁矿及铀矿浸出的协同作用。采用富集培养法、无机盐硅酸钠平板法对砂岩型铀矿中的硫杆菌分离纯化,通过分析菌株的形态学特征、生理生化结果及16S rDNA序列确定菌株的系统发育地位,并利用摇瓶培养法设计浸矿试验,向黄铁矿浸出体系中分别加入分离纯化的At.f、At.t及混合的At.f和At.t,检测pH值、氧化还原电位值（Eh值)的变化,浸矿40 d,测定浸矿体系的总铁离子浓度和硫酸根离子浓度,并分析黄铁矿矿渣表面形态及成分。根据黄铁矿的浸出结果,设计铀矿浸出试验,浸矿40 d,测定浸出体系中的pH值、Eh值、总铁离子浓度、硫酸根离子浓度等参数并计算四价铀的浸出率。结果表明,分离的两株优势菌中SW-2鉴定为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(At.f),SW-3鉴定为嗜酸性氧化硫硫杆菌(At.t)。At.f、At.t浸出黄铁矿和铀矿时存在协同作用,At.f为浸矿体系的强氧化剂,主要将Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+将UO2氧化成可溶性的UO22+;At.t可为浸矿体系提供酸性环境;At.f: At.t = 5:1试验组对黄铁矿和铀矿的浸矿效果最好,四价铀的浸出率为55.60%,黄铁矿矿渣表面形态显示细菌对黄铁矿存在直接的氧化作用;At.f、At.t高效浸出黄铁矿的菌量比例对以黄铁矿为伴生矿的铀矿的细菌浸出也具有明显的促进作用,研究结果可以为工业微生物浸铀时提供一定的支持并为以黄铁矿为伴生矿的其他矿物的微生物浸出提供参考。     

十红滩铀矿床中微生物及其成矿作用实验研究

利用生物学方法对新疆十红滩铀矿床各亚带中的微生物进行了分离和鉴定，利用矿床中赋存的硫酸盐还原菌对矿床地下水中的铀进行了还原实验，并设计了水—岩—菌三相实验系统对铀矿床中的微生物成矿作用进行了模拟实验。结果表明:十红滩铀矿不同亚带岩石中主要微生物类群的分布特征不同，呈现出明显的生物地球化学分带性。其中优势菌硫酸盐还原菌能够通过代谢作用将矿床地下水中的铀还原沉淀。硫酸盐还原菌也可利用岩石中的有机碳作为营养物质进行生长繁殖，并将铀还原沉淀。     

影响浸铀细菌活性的因素初探

微生物浸铀技术可以大幅度提高难浸铀矿石的浸出率 ,其关键技术是培养高活性的菌种。为了培养能适应多种恶劣条件的高活性菌种 ,必须对影响浸铀微生物活性的各种因素进行研究。通过实验室对浸铀细菌硫杆菌属中的氧化亚铁硫杆菌的活性因素的研究 ,并结合实际对从江西山南矿区的野外矿样中分离筛选出的菌株的活性的影响因素作了初步探讨 ,认为pH值为 1 8、温度为 30℃、接种量为 2 0 %及 90r/min的充气条件是该硫杆菌最佳的培养条件。通过对磷、铀两种元素在不同浓度下对细菌活性影响的试验 ,得出高浓度的磷、铀对细菌有明显的抑制作用 ,但通过驯化可以降低及弱化这种抑制作用。     

新疆十红滩铀矿床中微生物类群特征及其成矿作用探讨

在国内首次利用生物学方法对新疆十红滩铀矿床中的微生物进行了分离和鉴定。结果表明,十红滩铀矿不同氧化程度岩石中主要微生物的分布特征不同,氧化-还原过渡带微生物的活动很活跃,存在大量的好氧和厌氧细菌,矿石带细菌种类较单一,以厌氧的硫酸盐还原菌为主。同时结合主要微生物类群对其参与铀的成矿和改变成矿环境等方面的作用进行了探讨。     

土壤残油生物降解性与微生物活性

利用色谱－质谱联机（GC／MS）、柱层析分析方法、浊度法和微生物脱氢酶法，确定土壤残油污染物的构成、油污土壤优势降解菌、残油降解过程中微生物活性及其动态变化。研究结果表明，长期残留在淄河滩土层中的石油 烃类主要由沥表肝质、胶质构成，占总烃类的60％－80％，经过90d生物降解试验，残油降解率仅为20％，污染土层中的主要优势菌为球菌和杆菌，菌群鉴定为黄假单胞菌（Xanthonmonas)、芽孢杆菌（Bacillus )等。据微生物脱氢酶动态变化的初步研究结果，微生物脱氢酶活性变化可作为衡量微生物活性变化的 重要指标。     

桂西北明山金矿床表生带微生物类群特征及其成矿作用探讨

为探讨微生物在桂西北卡林型金矿氧化矿体形成期间的作用,应用微生物学检验方法和光学显微镜、透射电镜等方法分离、鉴定了桂西北明山卡林型金矿表生带氧化矿石、半氧化矿石、原生矿石样品中的微生物。结果表明,明山金矿表生带不同氧化程度矿石中主要微生物的分布特征不同,本区卡林型金矿表生带的成矿环境中微生物的活动十分活跃,且不同表生亚带具有不同的微生物类群特征;蜡状芽孢杆菌为好氧及兼性厌氧化能异养型细菌中的优势菌     

黑潮源区沉积物微生物多样性初步研究

从黑潮源区采集上层沉积物,进行DNA提取,以细菌和古菌的16S rDNA通用引物PCR扩增黑潮源区沉积物中细菌和古菌群落的16S rDNA,并构建细菌和古菌的16S rDNA文库,经限制性片段长度多态性分析(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP),DNA序列测定和系统发育分析,对黑潮源区表层沉积物的细菌和古菌多样性进行了研究。研究结果表明:黑潮源区细菌包括了变形杆菌(Proteobacteria)、酸杆菌(Acidbacterium)、浮霉菌(Planctanycene)、疣微菌(Verrucomicro-bia)和Candidate division OP8和拟杆菌(Bacteroidetes)共6个类群,其中变形杆菌是优势类群。古菌包括了泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota),其中泉古菌占优势;泉古菌包括MCG、C3、MBGA和MGI 4个类群,而广古菌包括SAGMEG、MBGE和MEG 3个类群,其中MBGE是优势类群。     

冻融循环对青藏高原腹地不同生态系统土壤细菌群落结构的影响

通过构建16S rRNA基因克隆文库,研究了冻融循环对青藏高原腹地北麓河的高寒沼泽草甸和高寒沙化草原两种不同生态系统土壤细菌群落结构的影响. 结果表明: α-、 β-、 γ- 和δ-变形菌门(α-、 β-、 γ- 和δ-Proteobacteria)、 酸杆菌门(Acidobacteria)、 放线菌门(Actinobacteria)、 拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes)为两个生态系统土壤共有的细菌类群, 其中, 变形菌门、 酸杆菌门及浮霉菌门细菌为研究区域优势菌, 而厚壁菌门(Firmicutes)为高寒沼泽草甸土壤所特有, 疣微菌门(Verrucomicrobia)和绿弯菌门(Chloroflexi)细菌是高寒沙化草原土壤特有的细菌类群, 表明青藏高原腹地两种生态系统土壤具有丰富的细菌多样性. 冻融循环会降低区域土壤的细菌多样性, 随冻融循环, 高寒沼泽草甸和高寒沙化草原生态系统土壤放线菌门丰度均呈现下降趋势, 但大部分细菌随冻融循环的变化在两种生态类型中呈现不同的变化规律, 结果说明冻融循环对于不同生态系统土壤细菌群落结构的影响既存在相似性, 也存在着较大的差异.     

新疆东帕米尔高原慕士塔格峰洋布拉克冰川雪冰及融水中可培养细菌多样性分析

采用LB和PYGV两种培养基分离培养慕士塔格峰洋布拉克冰川雪冰及融水中可培养细菌,通过分离菌株16S rDNA的PCR-RFLP图谱和基于基因序列相似性的系统发育分析揭示细菌多样性。结果从样品中共分离到178株菌,分属于变形菌门（Proteobacteria）中的α-Proteobacteria、β-Proteobac-teria、γ-Proteobacteria纲,厚壁菌门（Firmicutes）,放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）6个类群,以假单胞菌Pseudomonas、黄杆菌Flavobacterium、紫色杆菌Janthinobacterium为优势菌群。 LB和PYGV两种培养基在分离的细菌数量及种群多样性、优势菌属、特有菌属方面呈现一定差异。结果表明,慕士塔格峰洋布拉克冰川地区可培养细菌多样性丰富,且存在一定的地方特异性菌属,寡营养培养基更利于极端微生物的恢复生长。     

十红滩铀矿床中微生物种类多样性及生态分布规律的研究

利用生物学方法对新疆十红滩砂岩型铀矿各亚带矿石中参与C、N、S、Fe、O等元素循环的主要微生物菌群进行了研究.结果表明:在铀矿床中赋存着硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌(IB)、硫杆菌、硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌、芽孢菌等各类细菌.其中sRB种类较多,主要为脱硫弧菌属、脱硫肠状菌属、脱磺单胞菌属、脱硫杆菌性等.IB主要为鞘铁菌属、球衣菌属、瑙曼氏菌属和赭菌属.硫杆菌包括氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、排硫硫杆菌、脱氮硫杆菌.硝化细菌主要为硝化杆菌属.亚硝化细菌主要为亚硝化单孢菌属.异养反硝化细菌为施氏假单胞菌和类鼻疽假单胞菌,自养反硝化细菌为脱氮硫杆菌.芽孢杆菌包括巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、蜂房芽孢杆菌、球形芽孢杆菌.实验证明:各类细菌的种类和数量在铀矿床的空间分布上存在着一定的规律性对铀矿床的地球化学分带性具有一定的指示作用.     

地下水人工回灌含水介质微生物堵塞试验研究

地下水人工回灌过程中,含水介质的堵塞除机械颗粒沉积和化学沉淀外,微生物起重要的作用。然而,目前探究回灌堵塞过程中以生物量为主要研究内容反映生物堵塞的发生,对其堵塞发生过程中微生物菌群组成结构的研究较少。采用室内一维渗流试验,开展含水介质微生物堵塞过程研究。分析含水介质渗透性、营养盐指标及胞外聚合物含量时空动态变化,利用16SrRNA高通量测序技术,深入分析微生物群落多样性和结构特征,从分子水平上揭示含水介质回灌堵塞过程中微生物群落特征及其演替规律。研究结果表明,随着回灌持续,含水介质渗透性呈现非线性降低趋势;空间上,堵塞主要发生在介质表层;时间上,各层介质渗透性依次经历稳定波动—快速下降—缓慢下降—趋于稳定4个阶段。含水介质附着细菌主要分布于26个门,65个纲,162个目,258个科,425个属,767个种。随着回灌的进行,细菌群落丰度、多样性及均匀度均呈现降低趋势。含水介质上附着细菌群落结构发生明显演替。菌群以变形菌门为优势菌门,拟杆菌门为次优势菌门;假单胞菌属(Pseudomonas)为主要优势菌属。     

岩溶区与非岩溶区3种土地利用方式下土壤细菌群落结构比较

为研究岩溶区土壤微生物的特性,揭示其在岩溶土壤碳循环的作用,选取桂林毛村岩溶试验场为研究点,采集岩溶区、混合区与非岩溶区中的稻田、玉米和柑橘园表层土壤,采用高通量测序方法,对比细菌群落丰度、组成及多样性特征的异同。结果显示,在得到的48 159条序列中,共有2 602个OTUs。土壤细菌优势门（相对丰度>10%）为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）;优势纲（相对丰度>10%）为酸杆菌纲（Acidobacteria）和β-变形菌纲（β-proteobateria）。岩溶区土壤细菌门水平上的变形菌门和Latescibacteria的细菌和目水平上的酸杆菌亚群GP6的丰度均高于混合区和非岩溶区,而科水平上酸杆菌亚群GP1和目水平上的酸杆菌亚群GP2的相对丰度低于混合区和非岩溶区。冗余分析结果表明,土壤有机碳、pH和总氮等是引起细菌群落结构变化的关键因子。      

青藏高原疏勒河上游不同类型冻土可培养细菌多样性特征研究

在气候变暖及人类活动的双重干扰下,疏勒河上游冻土发生了显著退化,如活动层厚度加大、植被退化等,而冻土退化对微生物的影响一直是科研人员关注的热点话题。以疏勒河上游不同季节（4月、6月、9月）、不同退化程度冻土为研究对象,研究了可培养细菌多样性特征。通过16S rDNA基因测序及构建系统发育树表明,研究区域可培养细菌归类为27个属,分属于α-变形菌门,γ-变形菌门,放线菌门,厚壁菌门和拟杆菌门,其中放线菌门为优势类群。从属水平来讲,可培养细菌以节杆菌属和微球菌属为主,其含量随冻土退化程度加深分别呈下降和升高趋势。土壤细菌多样性与环境因子的相关性分析表明,可培养细菌多样性与土壤含水量、总氮极显著正相关,与有机碳显著正相关。这些结果表明,伴随着冻土退化而发生的地上植被逆向演替过程中,青藏高原不同类型冻土间已产生较大的环境异质性如土壤碳氮及含水量,进一步可能导致冻土微生物多样性分异。研究结果为利用微生物综合评价青藏高原不同类型冻土的生态环境提供了数据基础。     

玉米根际土壤细菌群落对不同程度镉污染的响应：以甘肃省白银市四龙镇地区为例

为了研究玉米根际土壤细菌群落对土壤Cd污染的响应,本研究基于Illumina MiSeq高通量测序平台,对取自甘肃省白银市四龙镇地区的4组不同Cd污染程度的土壤样品进行16S rDNA扩增子测序分析。结果显示：4组不同Cd污染程度的玉米根际土壤细菌样品的Chao1指数和Shannon指数差异性不明显(p>0.05),表明Cd污染对土壤细菌多样性的影响不显著。4组样品的细菌丰富度相似,优势类群大致相同。4组样品的优势门均为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和浮霉菌门(Planctomycetes),优势菌属为Ohtaekwangia、GP4、GP6、硝化螺旋菌属(Nitrospira)和芽单胞菌属(Gemmatimonas)等。Ohtaekwangia和芽单胞菌属的细菌抗逆性较强,随着环境中Cd含量的增加,其细菌相对丰度增加,而GP4和GP6的细菌抗逆性较差,其相对丰度会随土壤Cd含量的降低而降低。Cd污染会引起土壤中细菌的多样性变化,但细菌多样性与土壤中Cd含...     

天山冰芯细菌多样性研究

以在天山乌鲁木齐河源1号冰川钻取的5.18 m长的浅冰芯为研究对象,对冰芯不同层面的微生物总数、可培养细菌数量和种类进行分析.发现天山1号冰芯微生物总数为103～105细胞·mL-1,可培养细菌数为0～300 cfu·mL-1,冰层中的微生物数量明显多于粒雪层,可能是淋溶作用使细菌移动并保存在冰层中;分离到的细菌分属于14个属,大部分与来自海洋和其它陆地冰川的细菌具有很高的同源性,不同的气泡冰层的细菌在数量和种类组成上都有较大的差异.其中Frigoribacterium、 Flavobacterium、 Arthrobacter为天山1号冰芯中的主要优势菌,Brevundimona、 Pseudomonas和Pedobacter为次要优势菌,并且Frigoribacterium和Flavobacterium在冰芯不同深度均有分布,其数量与冰层中可培养细菌数量变化相一致;Cohnella和unclassified_Paenibacillaceae所代表的属的细菌未在其它低温环境下发现,可能为天山冰川的地方种类.     

层间氧化带砂岩型铀矿床微生物地球化学特征及与铀成矿的关系研究——以吐鲁番-哈密盆地十红滩铀矿床为例

通过样品采集、细菌培养和鉴定等，首次在中国大型的十红滩层间氧化带砂岩型铀矿床容矿层中发现不同种群的细菌。氧化带主要分布铁细菌、硫杆菌、硝化菌等好氧菌，矿石带主要分布厌氧的硫酸盐还原菌，其种类和数量上具明显的生物地球化学分带性，并与岩石的地球化学分带性一致。首次利用容矿层的硫酸盐还原菌在室内进行了硫酸盐还原试验。根据细菌的代谢特征，结合硫酸盐还原菌还原试验，分析了细菌在层间氧化带形成、铀氧化迁移和还原成矿过程中的作用。     

青藏高原北麓河地区荒漠草原土壤细菌对热融滑塌的响应

多年冻土区地下冰融化造成的热融滑塌会对土壤理化性质产生一系列影响,进而影响微生物群落结构,但目前热融滑塌对荒漠草原区土壤微生物的影响还不清楚。利用Illumina测序方法,以青藏高原北麓河多年冻土区发生热融滑塌的荒漠草原为研究对象,对3种微地貌（对照区、滑塌区、沉降区）下的土壤细菌展开研究,分析了细菌群落结构及其与环境因子间的关系。结果显示滑塌区和沉降区有机碳含量显著低于对照区,滑塌区土壤含水量最高;放线菌门、变形菌门、绿弯菌门和酸杆菌门是3种微地貌下的优势菌群,对照区细菌群落丰富度显著低于滑塌区。Mantel检验表明,细菌群落结构与土壤理化性质间无显著相关性;非度量多维尺度分析（NMDS）表明,微生物群落结构在3种微地貌下显著不同。研究结果表明,在荒漠草原区,热融滑塌会改变土壤理化性质,影响细菌特定门的微生物相对丰度,但对门水平的整体群落结构影响不显著。     

金矿化指示菌的分子生物学鉴定

近年来, 土壤微生物蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)芽孢计数对下伏金矿化的指示作用已被不同国家的地质工作者所证实, 但由于鉴别手段的限制, 对金矿化指示菌株的鉴定一直停留在传统的微生物分类鉴定上, 本研究将分子生物学的技术引入到金矿化指示菌株的鉴定中, 从而将微生物找矿中的微生物鉴定手段提高到分子水平.从湖北省嘉鱼县蛇屋山金矿区分离到的矿化指示菌株中随机挑取2株菌Y1和Y2, PCR扩增并测定其16SrDNA和16S-23SrDNA区间序列.经系统发育和生理生化试验综合分析, 表明Y1为蕈状芽孢杆菌(B.mycoides), Y2为蜡样芽孢杆菌, 两者都属于蜡样芽孢杆菌群, 证明蜡样芽孢杆菌群是金矿化指示菌, 同时也证明了传统微生物找矿法利用选择性培养基对蜡样芽孢杆菌群菌芽孢计数方法的可靠性和利用分子生物学技术进行采矿的可行性.菌株16SrDNA和16S-23SrDNA区间核苷酸序列的确定也为下一步微生物找矿中的基因探针试剂盒的制作奠定了基础.      

安徽铜陵尾矿堆中三价砷抗性菌株的分离、鉴定及16S rDNA分析

从安徽铜陵杨山冲尾矿库采集表层尾矿样品,通过砷富集培养,从3份样品中筛选得到3株具有较强As(Ⅲ) 抗性的细菌 WK-21、WK-31 和 WK-32,用不同 NaAsO2 浓度的 LB 培养基对菌株进行砷抗性检测,结果这3株菌分别能耐受32、56和50 mmol/L的As(Ⅲ),具有较高的耐砷性.对这3株菌进行不同梯度浓度 As(Ⅲ) 环境中的生长规律研究,结果表明砷在低浓度时对细菌生长有轻微促进作用或者几乎没影响,但随着砷浓度增大,抑制作用明显增强.根据对这3株菌进行形态观察、生理生化鉴定以及16S rDNA序列比对分析,鉴定出这3株菌分别属于Arthrobacter sp.、Rhodococcus equi和Paenibacillus sp.菌属.由于这些菌株分离于尾矿库的尾矿堆中,因此,本文研究结果为进一步研究尾矿库金属污染的微生物修复及微生物抗金属机制提供了材料.