近年来,矿山过度开发造成的环境污染引起广泛关注。在酸性矿山环境形成的过程中,铁的氧化与还原在其中扮演了一个关键角色。目前,在光照对矿物的形成和溶解以及光照激发半导体矿物产生光电子促进微生物生长等方面已有研究,但是光照对于微生物本身是否能够造成一定的影响以及光照对微生物参与的铁循环有着怎样的影响还不明朗。本论文以分离自安徽铜陵狮子山酸性矿山环境中的一株铁还原菌AMDY2-9-2和一株铁氧化菌W-4-3为研究对象,分别对其在有无光照条件下还原Fe(Ⅲ)及氧化Fe(Ⅱ)的特性进行研究,并利用iTRAQ技术在在分子层面上分析光照对参与铁氧化循环的微生物是否产生影响,这些研究对于了解光在铁氧化还原循环中扮演的角色以及光对酸性环境的铁还原菌及铁氧化菌能够造成的影响具有重要意义,同时有望为酸性矿山环境的修复与治理提供参考。在光对铁还原的作用研究中,设计三组实验,分别为活菌组、死菌组和无菌组,每组又分为有光和无光两个条件,对AMDY2-9-2在有无光照条件下生长过程中的生长周期、pH、Eh、Fe2+、SO42-浓度变化等参数进行研究。光照条件下,无菌组和死菌组的Fe2+含量都有所增加,充分说明了光对Fe3+的还原作用,且死菌组的Fe2+含量比无菌组增加的多,说明死菌组中有机质的参与使得Fe3+还原作用强于无菌组的Fe3+还原作用。此外,光照条件下AMDY2-9-2的生长加快,对数生长期提前,生长量增多,说明光照促进了铁还原菌自身的生长。在光对铁氧化的作用研究中,设计三组实验,分别为活菌组、死菌组和无菌组,每组又分为有光和无光两个条件,对W-4-3在有无光照条件下生长过程中的生长周期、pH、Eh、Fe2+、Fe3+浓度变化等参数进行研究。在无菌组和死菌组中,光氧化作用占据主导;而在有菌组中,光照条件下Fe3+可以和铁氧化菌W-4-3分泌的有机物络合,发生LMCT反应被还原为Fe2+,而且光还原作用要大于光诱导的化学氧化作用。光还原导致Fe2+的不断再生又会促进W-4-3的生长,W-4-3数量的增加又会导致更多的Fe2+被氧化。总的来说,本实验整体表现为光对W-4-3氧化铁的促进作用。利用iTRAQ技术联合LC-MS/MS技术对菌AMDY2-9-2及菌W-4-3蛋白质组的研究中分为实验组和对照组,实验组即有光条件,对照组即无光条件,实验组和对照组均设三个平行。AMDY2-9-2共筛选到295个差异蛋白,其中132个蛋白表达上调,163个表达下调;W-4-3共筛选到515个差异蛋白,其中237个蛋白表达上调,278个表达下调。但经GO富集分析后发现,生长相关的蛋白发生了差异表达,并没有检测出明显地与铁氧化还原相关的蛋白发生差异表达,故而认为光主要是促进微生物的生长,对铁还原菌还原铁及铁氧化菌氧化铁的功能造成影响相对更小。