某铁矿酸性矿山废水区域嗜酸微生物的多样性研究摘要
酸性矿山废水主要是由嗜酸微生物氧化环境中的硫铁矿物形成。其pH通常低于3,并含有高浓度的Fe、Al、Cu等金属离子以及SO42-,对周围的水体、农田等造成了严重的威胁。为了了解酸性矿山废水区域嗜酸微生物的群落结构特征,本研究中分别于2010年10月和2012年9月,采集安徽某酸性矿山废水区域的水样和土样,利用分子生态学的方法,对该环境中的微生物群落及其与环境因子的关系进行了研究,具体的研究结果如下:酸性矿山废水及周边固体样品的pH均在3以下,呈现强酸性。环境中重金属污染严重,含有大量的铁、铝、锌、锰、铜等,其中铁主要以Fe3+的形式存在。分子生态学研究表明,固体样品中的细菌、真菌的生物多样性明显高于水样的生物多样性。此外,环境中均检测到大量的耐酸、耐重金属的菌种。在固体样品的细菌文库中,地表裸露的(PD和1M)两个样品中自养的嗜酸菌更多,可能是由于PD和1M采样点的环境条件更加恶劣,不适于异养微生物生长。真核生物文库中PD和1M的生物多样性明显低于LW和XC。而在酸性矿山废水样品的细菌文库中,异养微生物和光合藻类的丰度很高,这可能与水体中低浓度的Fe2+有关。真菌文库中,主要只包含Ochromonas sp.和Chlorella protothecoides var.acidicola,在捕食者与被捕食者之间达到平衡。此外,在本研究中得到一些新发现:样品中测出大量的对金属和强酸环境耐受力较低的生物,如Scytinostroma sp.、Loramycesmacrosporus、Acidisphaera sp.,可能是与环境的耐酸、耐重金属的生物形成共生关系,使得环境对它们的毒害作用减弱。其真正的生存机理还需进一步研究;经过氨氧化古菌(AOA)的分子生态学研究,发现本环境中的氨氧化古菌与已研究的AOA亲缘关系较远,可以推测本环境中存在新的氨氧化古菌类群。主成分分析以及除趋势对应分析表明,具有相似物理化学性质的样品,群落组成也相似,环境因素对于群落组成有一定的影响作用。
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