土壤中锰氧化细菌的筛选、特性及其对Mn（Ⅱ）的氧化

论文摘要

锰氧化物是土壤演化和物质循环过程中的产物,是土壤中最具反应活性的氧化物。有关锰氧化物生物成因及特性的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有别于海洋。本论文以武汉棕红壤和黄棕壤中的铁锰结核和铁锰胶膜为研究对象,分离和纯化出锰氧化细菌,探讨了锰氧化细菌的生理学特征及其对Mn（Ⅱ）的氧化。取得的主要结果有:1、从不同来源的土壤样品中,筛选得到了生长较好的18株锰耐受型细菌。摇瓶复筛得到对锰吸附或氧化能力最强的菌株hn11和hn23,经生理生化及分子鉴定分别为玫瑰色微球菌（Micrococcus roseus）与胶质芽胞杆菌（Bacillus mucilaginosus）;其中菌株hn11来自土壤铁锰结核,菌株hn23来自土壤铁锰胶膜。2、不同的锰氧化菌株在供试L2、LB、2×BYG培养基中生长曲线表明最适合锰氧化细菌生长的培养基为LB培养基。3、LB培养基中Mn（Ⅱ）的加入,对锰氧化细菌的对数生长期、平缓期和衰亡期有延迟作用。4、锰氧化细菌对Mn（Ⅱ）的最大吸附或氧化速率出现在细菌的对数生长期。5、在30℃条件下,随着Mn（Ⅱ）不断被氧化,培养液的pH值升高,且LB（Mn）培养基升高明显高于LB培养基。6、四种菌株形成的矿物类型均为弱晶质的δ-MnO2。SEM下观察菌株hn11形成产物以絮状团聚在一起;菌株hn23形成的产物为颗粒状物质,大小为0.5～5μm;菌株wh4形成产物以絮状及颗粒状团聚在一起;菌株gy16形成的产物为颗粒状物质,大小为0.2～3μm。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 国内外研究进展
• 1.1.1 锰氧化细菌及模式菌株
• 1.1.2 微生物氧化Mn（Ⅱ）的机理
• 1.1.3 生物形成的锰矿物特性
• 1.1.4 微生物形成锰矿过程中的生理学功能
• 1.2 研究内容及意义
• 2. 锰氧化细菌的分离筛选及鉴定
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 样品的采集
• 2.1.2 土壤样品的制备
• 2.1.3 培养基
• 2.1.4 试剂
• 2.1.5 锰氧化细菌的分离方法
• 2.1.6 锰氧化细菌的初筛与复筛
• 2.1.7 革兰氏染色与菌体形态的观察
• 2.1.8 菌株的扫描电镜观察
• 2.1.9 生理生化实验
• 2.1.10 16S rDNA扩增和序列测定
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 锰氧化细菌的筛选结果
• 2.2.2 菌体、菌落形态观察及生理生化鉴定
• 2.2.3 16S rDNA扩增结果及序列分析
• 2.3 小结
• 2+的氧化速率'>3. 锰氧化细菌的生长特征及其对Mn²⁺的氧化速率
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 培养基
• 3.1.3 发酵种子液的制备
• 3.1.4 锰氧化细菌的培养特征实验
• 3.1.5 锰盐浓度变化实验
• 3.1.6 细菌对培养基pH值的影响
• 3.1.7 生长曲线的测定方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 最适培养基的选择
• 3.2.2 最适Mn（Ⅱ）浓度选择
• 3.2.3 最适pH值选择
• 3.2.4 生长曲线的延迟
• 3.2.5 锰的减少速率与生长曲线关系
• 3.2.6 锰氧化细菌对培养基pH值的影响
• 3.3 小结
• 4 锰氧化细菌氧化产物的表征
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 锰氧化细菌形成矿物
• 4.1.2 锰氧化细菌形成矿物的纯化步骤
• 4.1.3 对已处理的矿物进行XRD和SEM分析
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 菌株wh4和gy16氧化锰的发酵液
• 4.2.2 X-射线衍射分析（XRD）
• 4.2.3 扫描电镜分析（SEM）
• 4.3 小结
• 参考文献
• 附录
• 致谢