酸性矿山废水(acid mine drainage, AMD)是一种全球广泛分布的极端酸性环境;具有极低pH(pH<3.2),含有大量的Fe,Mn,Ca,Al,Mg等重金属阳离子和硫酸根阴离子;而极端酸性会加剧重金属离子的溶出和毒害,对环境造成巨大的污染。研究AMD里的微生物群落结构,是探索AMD形成机理与治理利用的基础,也对揭示极端环境中生命形成的过程有着重要的意义;目前国外对AMD生境中的微生物多样性从传统方法和现代分子生物学方法两个方面均进行了较为深入的研究。但国内运用分子方法研究AMD生境微生物多样性的研究还不多;且基本都局限于一个几个样点的比较或同一种类的几个矿区的研究。而国内AMD生境中微生物的群落结构同环境因子间的关系,以及随着季节变化的规律的研究到目前为止还是极少数。 广东云浮硫铁矿AMD pH极低(pH 2.0左右),属极端酸性环境,可作为极端嗜酸微生物研究的理想场所。本研究通过对云浮硫铁矿矿山AMD的微生物群落结构和理化因子进行连续一年的每个月两次的观测,系统地阐述云浮硫铁矿矿山AMD微生物群落结构特点及其季节变化规律。我们选取了云浮硫铁矿具有代表性的AMD酸性径流和矿湖两个位点进行季节性观测;运用Miseq高通量测序技术对云浮硫铁矿两位点不同时间所采取的共48个AMD样品的16S rRNA基因进行深度测序分析,揭示微生物群落组成与多样性,然后结合DAPI细胞计数方法探究不同AMD样品中的微生物丰度。本研究中共获得了469,809条Miseq测序的有效序列,其中样品序列数最多9351条序列,最少为8015条序列。AMD群落中占主导地位的细菌主要为Proteobacteria(55-93%)、Firmicutes(0.62-7.30%)以及Nitrospira(0.23-2.41%),同时也发现了许多稀有种群,而主要的古菌类群主要为Euryarchaeota(0.1-10.9%)门类。但研究发现,在云浮硫铁矿AMD酸性径流和矿湖在群落组成各不相同;AMD酸性径流的微生物群落结构较复杂,汇入矿湖沉淀一段时间后,群落结构发生变化,微生物种类变得较少,且古菌总含量明显降低,细菌总含量显著升高。EC、Fe2+与微生物丰度变化相关,暗示它们具有重要作用。 本项研究结果进一步拓展了关于 AMD 环境中微生物多样性以及微生物群落结构季节变化的认识,同时可为矿山 AMD 污染的控制提供重要依据。