铁锰结核中锰细菌的分离鉴定及粘土矿物对锰细菌吸附研究

摘要

土壤中的氧化锰矿物是原生矿物风化和成土过程的产物，是最具反应活性的一类矿物，决定着环境中许多物质的形态、迁移和转化，在元素生物地球化学循环中起着重要的作用，其形成机制和环境效应倍受关注。有关锰氧化物生物成因及特性研究主要限于海相锰沉积物，而陆相表生的土壤环境不同于海洋，其锰氧化物的生物形成过程及机制不同于海洋。
　　 本实验以采自武汉黄棕壤中铁锰结核为研究对象，将经过不同浓度次氯酸钠处理的铁锰结核风干后研磨，分别进行液体培养和固体培养基纯化分离，得到两株对培养基中二价锰离子有氧化能力的锰细菌，分别命名为菌A和菌B，并测定了不同Mn2+浓度培养时菌A和菌B的氧化能力；通过细菌染色和扫描电镜对细菌形态进行了观察；模拟土壤条件，以土壤中主要粘土矿物蒙脱石、高岭石为实验材料，以蔗糖密度梯度分离法研究了蒙脱石、高岭石对锰细菌的吸附特性，探讨了土壤粘土矿物和细菌的吸附过程中所需要的合适的矿物用量、细菌用量和最佳吸附时间，测定了不同条件下锰细菌与矿物的吸附量。
　　 结果表明：1．菌A比菌B对二价锰离子的氧化能力强。2．革兰氏染色、芽孢染色及扫描电镜分析表明，菌A和菌B都是短杆状，有芽孢。3．对菌A进行16S rDNA序列分析表明，菌A属于短小芽孢杆菌。4．吸附体系中当细菌量恒定（150mg）时，吸附量随矿物量的增加而增加，在矿物量30-35mg时达到最大；当矿物量恒定（35mg）时，吸附量随菌量增加而增加，蒙脱石在菌量为150 mg时达饱和，高岭石在菌量为200 mg时达饱和；当矿物量为35mg、菌量为150mg时，蒙脱石与锰细菌吸附的最佳吸附时间为60 min；当矿物量为35mg、菌量为200mg时，高岭石与锰细菌吸附的最佳吸附时间为60min。本实验结果为进一步研究锰氧化物的生物形成及土壤矿物与锰氧化菌的吸附条件研究提供了初步的理论依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1国内外研究现状

1.1.1锰氧化物的化学成因

1.1.2锰氧化物的生物成因

1.1.3细菌与土壤组分相互作用

1.2本实验的研究内容

2.铁锰结核中锰细菌的分离鉴定

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2实验方法与操作

2.2结果与讨论

2.2.1不同次氯酸钠浓度处理铁锰结核比较

2.2.2锰细菌的分离纯化

3.锰细菌氧化Mn2+的能力分析

3.1锰细菌氧化Mn2+能力实验方法

3.1.1配制锰离子标准曲线

3.1.2不同Mn2+浓度对锰细菌氧化能力的影响

3.2结果与讨论

3.2.1锰细菌氧化Mn2+的能力分析

3.2.2锰细菌扫描电镜观察

4.菌A 16 S rDNA序列分析及菌种鉴定

4.1前言

4.1.1细菌系统分类鉴定综述

4.1.2 16s rDNA作为细菌的分类鉴定指标已经被广泛应用

4.2材料与方法

4.2.1菌A总DNA抽提

4.2.2 细菌16s rDNA的制备

4.3结果与讨论

5.蒙脱石、高岭石与锰细菌吸附反应的条件研究

5.1蒙脱石与锰细菌的吸附

5.1.1实验材料

5.1.2实验方法

5.1.3结果与讨论

5.2高岭石与锰细菌的吸附

5.2.1实验内容及方法

5.2.2结果与讨论

6.结语

参考文献

致谢