铜陵铜矿位于中国东部地区的安徽省(30o54'36.0606“N,117o53'40.4982”E),是中国最重要的铜矿开采区之一,是典型的矽卡岩铜矿。铜陵尾矿是微生物介导下产生的对环境有害的酸性矿山排水(AMD)的一个重要来源,AMD是一个主要的全球环境挑战。为了调查AMD地区的细菌群落,在狮子山尾矿坝开采了一个深度为35cm剖面,并在不同深度进行样品采集,同时还采集了坝下游的两处酸性水和一个干燥水坑中的沉积物样品。采样时同时测试样品的pH和电导率。室内对样品含水量及矿物组成进行了分析,最后利用16S rRNA分子生物技术研究了各个样品中细菌的群落组成。所采集的样品的理化性质均为强酸性,pH为2.55 ~ 4.95,电导率为2.23 ~ 13.18 mS/cm。然而不同样品含水率差异很大,从12.81%至47.96%。利用XRD分析可知所有样品的组成矿物主要为石膏,所占比例介于69.94%到88.21%之间。采于25cm氧化-还原过度带及35cm深的样品,其矿物组成中含有黄铁矿,说明在25cm以下硫矿物的氧化不完全。用16S rRNA基因分析细菌群落结构,共得到349个克隆子,分属于7个门类和44个属。变形菌门在所有样品中均存在,而尾矿和酸性矿坑水样品中也均含有放线菌门和拟杆菌门。在酸性矿坑水中还发现了属于绿弯菌门、异常球菌属-栖热菌属、厚壁菌门、硝化螺菌属及蓝细菌门的克隆子。在沉积物、酸性矿坑水及尾矿样品中均检测到变形菌门的克隆子。尽管几个尾矿样品的OTU的值很接近,但是其克隆子所属的菌属各个样品间差异很大。随着矿坑取样深度的不同,其优势菌种也不相同,其中采自5cm处的样品中放线菌门占优势,而采于25厘米及35厘米处的样品中变形菌门占优势。值得注意的是,尾矿坝5厘米,35厘米深处不能鉴定的细菌的百分比分别为53.4%和28.0%。5cm表面样品中丙酸菌属的克隆子最多,25厘米处氧化-还原过渡带的样品中属于异常球菌属和不动杆菌属的克隆子最多,而在最深处35厘米的样品中属于细小螺旋菌属的克隆子最多。鞘脂单胞菌属在两个矿坑水样品中均占主导,而采于干燥水坑中的沉积物样品中硫杆菌属占主导。酸性水中OTU最多(W1样品中66个克隆子有42个OTU,W2样品中66个克隆子有40个OTU),而下游沉积物中OUT最少(73个克隆子只有5个OTU)。 尾矿坝5厘米,35厘米和氧化 - 还原过渡带OTU数分别为15(58),15(42)和16(50)。香农–威纳指数显示了相同的多样性趋势。酸性水(W1和W2)中细菌群落多样性最高,多样性指数分别为3.616和3.589,沉积物样品中多样性指数最低,为0.288。Chao1 多度评价也证实了这个趋势。根据辛普森优势指数,样本S是表明一个占优势的品种(辛普森指数为0.893)是Acidithiobacillus spp. 。在73 OTU有70个。主导品种少的样品是AMD样本,W1和W2与辛普森指数分别为0.016和0.014。根据分析发现所获得的克隆子均与S和Fe的氧化还原过程相关,例如在尾矿坝的35cm处发现了进行化能自养的细小螺旋菌属,它能够利用二价铁离子作为电子供体、氧气作为它的电子受体进行铁的氧化过程。同时,在该样品中还检测到了厌氧的丙酸菌属,说明该位置氧气含量已经能满足厌氧菌的生存需要。鞘氨醇单胞菌是一种严格好氧的细菌,在酸性矿坑水样品中占主导,预示着水体中存在铁氧化的过程。而沉积物样品中的硫杆菌属则在氧化黄铁矿的中占据主导地位。尽管发现了一些与S和Fe相关的微生物,但是仍有一些克隆子的功能需要进一步研究。例如在两个尾矿样品中发现的异常球菌属,目前仅知道其具有极强的辐射电阻能力;而对于存在在氧化-还原过渡带的不动杆菌属,目前对其还没有具体的的研究。根据RDA多元统计分析研究发现,电导率与微生物群落结构呈负相关关系(F = 2.13, p = 0.044),能够解释35%的种群分布规律。