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尾矿酸化能引起污染,导致一系列的环境问题。而尾矿的酸化主要是由存在于尾矿中的嗜酸铁氧化、硫氧化微生物引起的。目前对极端酸性环境中微生物的多样性的了解仍然十分有限。为了更好的了解尾矿嗜酸微生物的多样性,本研究结合微生物纯培养方法和分子生物学实验方法,调查了广东乐昌酸化尾矿微生物多样性。主要研究结果如下:
1、样品理化分析结果表明,广东乐昌铅锌尾矿pH值为1.94,属于极端酸性环境。硫酸根离子含量为67.33g/Kg。极低pH导致大量重金属溶出,Fe含量高达87496mg/kg, Pb、Zn含量分别为3109, 1548 mg/kg。
2、统计双层培养基(overlay plates)上出现的每克干重样品的菌落形成单位(clone forming units, CFU), Feo, FeSo, YEo平板上的CFU/干重分别为:(2.2±0.3)×103,(2.2±0.2)×103,(1.6±0.1)×104。用双层培养基共得到7个与尾矿酸化相关的菌株。经过菌株16SrRNA基因鉴定,确认其中有3个属于Leptospirillumferriphilum,2个属于Acidithiobacillusferrooxidans,1个属于Sulfobacillusmontserratensis,1个属于Acidiphiliumcryptum。
3、提取尾矿样品中的总DNA,经扩增后构建克隆文库。随机挑取文库中143个克隆子,进行限制性片段长度多态性分析(restrictionfragmentlengthpolymorphism,RFLP),共获得了15个不同的RFLP型。对每一RFLP型内的代表进行序列测定和系统发育分析,得到8个测序型。经过在线程序CHECK-CHIMERA分析,发现一个测序型为嵌合体,排除于随后的分析中。这个嵌合体所在的RFLP型只有一个克隆子代表。在有效的142个克隆子中,代表Thermoplasmales目古细菌的克隆子共有135个,其中132个克隆子(2个序列型,代表分别为clone9,44)在系统发育上归为Ferroplasma属;2个克隆子(2个序列型,代表分别为clone43,69)在系统发育上归为Dplasma属;1个克隆子(1个序列型,代表为clone28)在系统发育上归为Cplasma属。同时发现少数细菌存在于该环境中,6个克隆子(1个序列型,代表为clone61)在系统发育上归为Nitrospira纲,1个克隆子(1个序列型,代表为clone22)在系统发育上归为Proteobacteria纲。
4、乐昌尾矿微生物多样性较低,L.ferriphilum、At.ferrooxidans、S.montserratensis以及Ferroplasmasp.可能是催化乐昌尾矿酸化的主要微生物类群。