產(chǎn)多糖根瘤菌Q32對(duì)硅酸鹽礦物的風(fēng)化作用及其機(jī)制研究.pdf

1、微生物與礦物的相互作用是自然界中普遍存在的一種地質(zhì)作用，可分為直接作用和間接作用兩種方式，直接作用是指微生物與礦物直接接觸時(shí)，在細(xì)菌-礦物界面形成有利于礦物風(fēng)化的微環(huán)境，間接作用是指微生物的代謝產(chǎn)物對(duì)礦物的化學(xué)降解作用。本文研究的主要是微生物與礦物的直接作用，對(duì)微生物與礦物相互作用的作用機(jī)理進(jìn)行探討，尤其是微生物多糖在礦物分解中所起的作用。
　　 供試菌株為實(shí)驗(yàn)室保存的一株產(chǎn)胞外多糖根瘤菌Q32，本文在搖瓶培養(yǎng)的條件下，研究了菌

2、株Q32對(duì)不同結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物的風(fēng)化作用。結(jié)果表明，在0-21d的培養(yǎng)過程中，Q32對(duì)鉀長(zhǎng)石、黑云母、金云母和伊利石均有一定的風(fēng)化效應(yīng)。培養(yǎng)21d，接活菌處理發(fā)酵液中硅離子含量達(dá)到最高，比接滅活菌對(duì)照增加138-162％。菌株Q32在以上述硅酸鹽礦物為唯一鉀源的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)可形成較多的胞外多糖，且在細(xì)菌培養(yǎng)的第7d多糖含量最高，達(dá)9.46 g.L-1。
　　 通過掃描電鏡（SEM）觀察，發(fā)現(xiàn)Q32對(duì)礦粉顆粒發(fā)生了溶蝕作用，礦物表面

3、變得凹凸不平，有腐蝕坑出現(xiàn)，在礦物表面有生物膜形成；能譜（EDS）分析表明，接菌21d后礦物表面的Si、Al含量分別比原始礦物的Si、Al含量低，可以看出礦物上的金屬離子被釋放出來，Q32對(duì)礦物有一定的風(fēng)化作用。
　　 不同培養(yǎng)條件下Q32所產(chǎn)胞外多糖的分析表明，在培養(yǎng)基加供試礦物的條件下菌株所產(chǎn)多糖與培養(yǎng)基不加礦物所產(chǎn)多糖相比，多糖的含量增加5.8-17.3％，說明礦物能夠刺激細(xì)菌產(chǎn)糖。氣相色譜分析表明，菌株所產(chǎn)多糖為雜多糖，

4、主要是由鼠李糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖五種單糖組成，從紅外圖譜上可以找到多糖的特征吸收峰，多糖的紅外光譜和單糖組分分析結(jié)果表明，在不同條件下所產(chǎn)多糖的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯變化。
　　 純化后的胞外多糖對(duì)不同硅酸鹽礦物的溶解試驗(yàn)表明，酸性多糖對(duì)礦物有風(fēng)化作用，主要是因?yàn)轸然人嵝曰鶊F(tuán)的螯合作用。多糖中吸附的有機(jī)酸有葡萄糖酸，酒石酸和蘋果酸，有機(jī)酸的濃度分別僅為0.31 mM、0.27 mM和0.29 mM，但低濃度的有機(jī)酸并不足