微生物参与前寒武纪条带状铁建造沉积的研究进展

地球演化早期太古代和早元古代大规模的条带状铁建造(BIF)是目前世界上最重要的铁矿资源。已有的稳定同位素组成、分子化石以及岩石磁学性质等证据支持早期微生物广泛参与了BIF的形成。本文评述了微生物参与BIF形成过程中铁搬运和沉淀及其同位素分馏、生物标志物和岩石磁学证据。深入地研究BIF成矿中的微生物矿化贡献,有助于解释BIF形成机制,反演前寒武纪大气-海洋环境演化,以及理解地球早期生命的过程。     

贵州喀斯特地区碳酸盐岩表生古菌群落结构及多样性研究——以南江大峡谷为例

为了研究贵州喀斯特地区碳酸盐岩表生古菌群落结构的多样性,应用16S rDNA文库技术,对采集于贵州南江大峡谷的白云岩和石灰岩样品进行基因文库的构建和限制性片段长度多态性(RFLP)分析。用限制性核酸内切酶MspⅠ对两个文库中分别随机挑选的300个阳性克隆子进行酶切分型,白云岩和石灰岩16S rDNA基因文库各得到14和13个基因型,其覆盖率分别为95.4%和91.3%,香农指数分别为2.14和1.93。系统发育分析表明白云岩和石灰岩表生古菌克隆子全部归属于泉古菌门（Crenarchaeota）,代表性克隆与GenBank数据库已有16S rRNA序列的相似性为96%～100%,且最高相似性序列均来源于土壤及岩石环境的未可培养古菌序列。      

“岩浆热场”说及其成矿意义(下)

上篇(张旗等[1])初步讨论了岩浆热场说的概念,本文为下篇,主要谈应用,探讨它与成矿作用的关系。研究表明,岩浆热场说对热液成矿作用有重要的意义,可能解决了岩浆热液成矿作用中许多很难解释和争议很大的问题:如钨锡与金铜为什么相伴的问题,矿床为什么大多是多金属成矿的问题,远离侵入体的夕卡岩成因问题,成矿为什么滞后于花岗岩的问题,为什么有些岩体成矿,有些岩体不成矿的问题,为什么大规模岩浆活动与大规模成矿作用息息相关的问题等。岩浆热场与煤和油气成藏有关是一个重要的发现。岩浆热场对煤和油气生成、运移、聚集的影响主要表现在加速烃源岩的热演化,使生油门限变浅,使烃源岩进入高成熟或过成熟,使烃源岩中残余有机质丰度降低。令人感兴趣的是,岩浆热场说还导出了一个"成矿组合"的概念,所谓成矿组合是指在一个或大或小的区域内,在岩浆活动集中的时间段范围内,在热场的统一作用下所形成和影响的所有矿床,不论成因和矿种,均属于一个成矿组合。它包括下述4种类型的矿床:岩浆热液矿床、热泉型矿床、层状热液矿床及生物有机质矿床等。岩浆热场说对于找矿也有启示:首先,我们可以从3个不同的级别上(大规模岩浆活动级别;成矿带、成矿区、矿集区级别;单个矿床级别)规划找矿布局;其次,在岩浆热场的统一影响下将金属矿床和非金属矿床、热液矿床和沉积矿床、无机质矿床和有机质矿床联系起来;第三,推进不同类型矿床研究的互补和交流。看来,岩浆热场对于成矿的作用是最值得学术界关注的,它也许可以改变我们目前对成矿作用的某些根深蒂固的认识,开拓出一个新的领域,推进矿床学研究进入新的时代。     

湖泊水体微生物四醚膜脂化合物研究进展

来源于微生物膜脂的甘油二烷基甘油四醚类(GDGTs)化合物是近年来被广泛用于古环境定量重建研究的化合物之一,究其原因在于此类化合物对环境响应敏感,特别是温度与pH值等,据此而建立的一系列GDGTs指标有效定量重建海洋、湖泊、泥炭以及土壤等不同沉积载体的环境信息.目前已在全球范围广泛开展湖泊沉积物GDGTs的研究工作,相继建立的全球以及不同区域尺度的湖泊沉积物GDGTs校正方程,已被用于湖泊古环境的定量重建研究,有效记载古湖泊环境变迁信息.相较之下,基于湖泊水体GDGTs的调查工作则起步较晚,但越来越多的研究显示,不同类型湖泊水体普遍贡献GDGTs,然而究竟此类水生来源GDGTs是否与陆源以及湖泊沉积物GDGTs具有类似的分布,以及他们对环境因素的响应如何,这都为湖泊古温度定量重建研究带来不确定性.基于此,本文总结这10年来湖泊水体GDGTs研究工作的进展,首先阐述湖泊水体不同来源(古菌以及细菌)GDGTs的分布情况,研究发现水体不同层位GDGTs浓度以及各组分之间存在差异,并且水深在不同湖泊对GDGTs浓度以及各组分相对比例的影响存在差异.此外还总结湖泊水体中古菌来源isoGDGTs以及细菌来源brGDGTs的生物来源,并进一步分析环境因素对不同深度水体GDGTs分布的影响,虽然温度依然是影响水体中GDGTs分布的首要因素之一,然而湖泊水深、温度以及水体中溶解氧浓度等因素存在着一定的耦合关系,这些因素往往协同作用于水体GDGTs,因此会为评估环境因素对水体GDGTs的影响带来难度.     

生物去除地下水中硫酸盐的实验研究

使用平皿夹层厌氧法分离得到纯化的硫酸盐还原菌,通过对比封口、敞口两种情况下细菌培养过程中产生的现象和细菌的生长曲线,表明SRB并非严格的厌氧菌,能耐受一定浓度的环境溶解氧.将该菌用于去除溶液中的SO42-,发现SRB在还原SO42-的过程中,随着SO42-去除率的增加,溶液的pH值会减小,而当SO42-去除率降低时,溶液的pH有增加的趋势;COD/SO42-比值对SO42-的去除率有很重要的影响,在封口情况下,COD/SO42-=0.75时SO42-的最大去除率约为48.60%,COD/SO42比值增加至2.5时,SO42-最大去除率可以达到89.72%,要达到SO42-高去除率,必须增加COD/SO42-比值.     

沈抚污灌区结冻土壤中微生物群落及石油烃优势降解菌的筛选

针对已有50余年污水灌溉历史的沈抚污灌区石油污染结冻土壤中微生物种群及石油优势降解菌株进行了分离、筛选及初步鉴定。结果表明:石油污染土壤中的细菌总数是未污染土壤的100倍左右,其真菌和放线菌数量也明显超过未污染土壤。通过筛选,共得到17株石油烃优势降解细菌和11株真菌,其中,降解性能较强的细菌为12号,石油烃降解率为30.54%,初步鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus);降解性能较强的真菌为22号真菌,石油烃降解率为34.21%,初步鉴定为常现青霉(Penicil-liam freguentans Westling)。     

菌藻共固定化降解微囊藻毒素

研究了微囊藻毒素降解菌S3和椭圆小球藻L1共固定化后,对微囊藻毒素(MC-LR)的降解作用.结果表明,共固定化藻菌体系比单独固定化菌对MC-LR有更好的降解效果,共固定的藻可促进降解菌S3的生长.固定化细胞对毒素的降解能力较稳定,受环境温度和pH变化的影响较小,重复使用仍可维持较高的降解活性.     

一株产碳酸酐酶附生菌对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的影响

为研究生长环境中微生物对铜绿微囊藻碳代谢的影响,本文分析太湖典型微囊藻水华样品附生菌中产碳酸酐酶(CA)细菌的比例,结果显示CA菌占11.6%;从微囊藻群体中分离获得了一株高胞外CA附生菌P201,通过ITS基因鉴定,该菌为一株荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescence).并研究了该菌在不同浓度HCO3-条件下对铜绿微囊藻生长的影响,结果表明无论是高HCO3-浓度还是低HCO3-浓度环境中,加入该菌对铜绿微囊藻的生长均有促进作用,说明产CA酶附生菌对铜绿微囊藻的生长有一定的促进作用.     

云南滇池微生物对磷循环与沉积作用的实验研究

对滇池磷的现代沉积作用的研究中发现,滇池微生物种群和数量繁多,但能对磷溶解、转化、迁移、聚集、沉积的微生物主要有解磷菌和聚磷菌两类。在底泥磷高含量区域,解磷菌的种群和数量与底泥磷含量成负相关关系,与水体磷含量成正相关关系,而聚磷菌的种群和数量与底泥磷含量成正相关关系,与水体磷含量成负相关关系;在底泥磷低含量区域,上述相关性则相反。表明当解磷菌的种群与繁衍量大于聚磷菌的种群和繁衍量时,底泥中的磷向水体迁移,反之,水体中的磷向底质迁移、聚集。这个事实令人信服的证明了微生物对磷循环的重要作用。滇池这种活着的微生物在自然环境条件下对磷的溶解、转化、迁移、聚集和沉积的作用,对古磷块岩微生物成矿说提供了可靠的证据,且对以磷为限制性因子的湖、海、江河环境污染的防治提供了理论资料。     

芦苇根际沉积物中溶解性有机物组成及其与铁还原菌关系的实验研究

2019年4月6日至7月4日,在湖南大学环境学院天台大棚中,利用采集到的东洞庭湖洲滩沉积物,种植芦苇(Phragmites australis),在淹水(沉积物表面淹水深度为2 cm)和未淹水(沉积物表面未淹水,其含水量为70%)条件下,开展实验。在实验第30天、第60天和第90天,在花盆中采集沉积物样品,利用傅立叶红外光谱分析技术,研究沉积物样品的溶解性有机物的组成,分析沉积物中铁还原菌的丰度与溶解性有机物的关系。研究结果表明,在实验的90 d中,与天然沉积物相比,芦苇根际沉积物中溶解性有机物的羟基官能团含量减小,羧基官能团含量增大;在实验第30天和第60天,与非根际沉积物相比,芦苇根际沉积物中有机质官能团的积累量更高,而在实验第90天规律相反;沉积物中芽孢杆菌属(Bacillus)、梭菌属(Clostridium)的相对丰度低于厌氧粘细菌属(Anaeromyxobacter)、地杆菌属(Geobacter);溶解性有机物中官能团含量受培养时间、淹水条件和根际环境影响;对溶解性有机物中官能团特征造成主要影响的是发酵铁还原菌。