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采用稀释分离法,从山西中条山铜矿的酸性矿坑水中分离出一株铁氧化细菌,命名为ZTS菌株.该菌株为革兰氏阴性细菌,螺旋状或弧状,最适生长温度为30 ℃,最适生长pH值为2.5,对低浓度的酵母浸出物较敏感.形态学和生理学分析表明,ZTS菌株可能属于钩端螺旋菌属的成员;16S rDNA序列的系统发育分析表明,该菌株与氧化亚铁钩端螺旋菌典型菌株ATCC 49879位于系统发育树的同一分支,相似度为100%,从而证实ZTS菌株属于氧化亚铁钩端螺旋菌.考虑到当前的商业利益,考察了Cu2+、Co2+ 和Ni2+对ZTS菌株氧化亚铁能力的影响.结果表明:3种金属对ZTS菌株的毒性强弱依次为Co2+＞Cu2+＞Ni2+.就Ni2+抗性能力而言,ZTS菌株能够耐受Ni2+的浓度高达160 mmol/L,这比已报道的氧化亚铁钩端螺旋菌的Ni2+抗性能力要强得多,这种能力可能与它的遗传特性有关.

关键词: 酸性矿坑水 , 氧化亚铁钩端螺旋菌 , 铁氧化能力 , 重金属抗性

嗜酸氧化亚铁硫杆菌中金属转运基因的克隆与差异表达

吴学玲 , 张云静 , 刘代刚 , 段红 , 范宏伟 , 刘学端

中国有色金属学报

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At. ferrooxidans)广泛应用于铜、锌、锰和镉等金属离子的生物浸出,浸出液中含有大量的金属离子.研究At. ferrooxidans DC菌株在金属离子胁迫下金属转运基因的相对表达,测定At. ferrooxidans DC对Mn2+、Zn2+和Cd2+的最大耐受浓度.应用RT-qPCR技术分析At. ferrooxidans DC中4个金属转运基因(afe_0671、afe_0674、afe_1143和afe_1144)在Mn2+、Zn2+和Cd2+胁迫下的差异表达.利用BLAST等生物学软件对各基因及其编码的蛋白进行生物信息学分析.结果表明:At. ferrooxidans DC菌株对Mn2+、Zn2+和Cd2+的最大耐受浓度分别是0.38、0.18和0.08 mol/L;在Mn2+、Zn2+和Cd2+胁迫下,目标基因的表达均上调,且随着金属离子浓度的增加,上调倍数升高;生物信息学分析表明目标基因编码为与金属转运相关的膜蛋白;在At. ferrooxidans DC中,目标基因编码的蛋白与Mn2+、Zn2+和Cd2+的转运密切相关.

关键词: 嗜酸氧化亚铁硫杆菌 , 金属转运基因 , Zn2+ , Cd2+ , Mn2+ , RT-qPCR , 差异表达

Fe2+对嗜铁钩端螺旋菌L. ferriphilum生长活性的影响

高健 , 康健 , 吴学玲 , 徐競 , 李邦梅 , 邱冠周

中国有色金属学报

以分离于江西某铜矿的嗜铁钩端螺旋菌(L. ferriphilum YSK)菌株为研究对象,报道不同Fe2+浓度对 L. ferriphilum生长活性的影响.结果表明,YSK菌株生长最适宜的Fe2+浓度约为0.1 mol/L.当初始Fe2+浓度为0.4 mol/L时,进入对数生长期前很明显需要一个较长的延迟期,表明该Fe2+浓度对细胞的生长产生较强的抑制作用;当初始Fe2+浓度为0.6 mol/L时,YSK菌株的生长完全受到抑制.尽管高浓度的Fe2+抑制细胞的生长,但受到抑制而不生长繁殖的YSK细胞仍然具有氧化Fe2+的能力.

关键词: L.ferriphilum YSK菌株 , Fe2+ , 生长活性

不同嗜酸氧化亚铁硫杆菌(DY15,DY26,DC)对黄铜矿的浸出及其基因Afe0022的差异表达

吴学玲 , 袁鹏 , 胡琪 , 侯冬梅 , 苗博 , 邱冠周

中国有色金属学报

通过摇瓶浸矿比较研究3株Acidithiobacillus ferrooxidans(At.ferrooxidans)菌DYl5、DY26和DC的耐受Cu<'2+>能力的差异以及在不同的初始Cu<'2+>浓度影响下菌对黄铜矿浸出能力的不同.采用Real time RT(Reversetranscriptase)PCR检测这些菌株的阳离子通道蛋白基因Afe0022在不同Cu<'2+>环境下的差异表达,进行相对表达量分析.结果表明:DY15、DY26和DC菌的最高Cu<'2+>抗性分别是0.40、0.22和0.04 mol/L,且在以元素硫为能源的9K培养基中,3株菌DYl5,DY26和DC对应的培养体系DH值在7 d内由1.8分别降到0.8、1.2和1.3,说明DY15的硫氧化能力最强;3株菌都具有较好的亚铁氧化能力,在40 h内,DYl5、DY26和DC的Fe<'2+>氧化率分别是80%、100%、100%.黄铜矿精矿浸矿实验表明,DYl5对黄铜矿精矿的浸出效率最高,DY26的其次,DC的最低,但DY15的单菌浸出效率略低于3株菌的混合浸出效率.对Cu<'2+>抗性越强的菌株,其基因Afe0022表达量越高,这对菌株的Cu<'2+>抗性能力有一定的理论解释作用,在分子层面上为研究At.ferrooxidans菌抗铜机理提供一定的理论依据.

关键词: 嗜酸氧化亚铁硫杆菌 , 黄铜矿精矿浸出 , 元素硫氧化 , Cu《'2+》抗性 , 差异表达

Acidithiobacillus ferrooxidans菌株的分离及阴离子对其亚铁氧化活性的影响

吴学玲 , 蒋莹 , 邱冠周 , 刘新星 , 翁文筠

中国有色金属学报

采用连续稀释法分别从江西德兴铜矿、湖北大冶铜矿和广西大厂这3处酸性矿坑水样品中分离得到三株嗜酸性短杆状细菌,其形态及生理特征与嗜酸性氧化亚铁硫杆菌相似,16S rRNA系统学分析进一步证实这种细菌属于硫杆菌属的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌.研究表明:阴离子对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的Fe2+氧化能力具有一定影响,其影响顺序由大到小依次为:NO-3＞C1-＞SO2-4;不同菌株对阴离子的耐受能力存在明显的差异.

关键词: 嗜酸氧化亚铁硫杆菌 , SO2-4 , C1- , NO-3

喜温嗜酸硫杆菌YN12菌株的鉴定及其镉抗性能

丁建南 , 朱若林 , 康健 , 张成桂 , 吴学玲 , 邱冠周

中国有色金属学报

自云南酸性热泉水样中分离出一株中度嗜热硫氧化菌YN12.对其形态特征和生理生化特性以及16S rDNA序列分析结果证明,该菌株归属于喜温嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus caldus).重金属抗性实验表明,YN12菌株对3CdSO4-8H2O具有超强抗性,其最高初始Cd2+耐受浓度达4.8 g/L.在此基础上,不断提升3CdSO4-8H2O浓度,其最终Cd2+耐受浓度可达31.5 g /L(相当于3CdSO4-8H2O 210 g/L).在该最终Cd2+耐受浓度下,经过连续3代的适应性生长,YN12菌株的生长速度和硫氧化活性均能得到较好的恢复.

关键词: 喜温嗜酸硫杆菌 , YN12菌株 , 镉抗性 , 最高耐受浓度