Arthrobacter sp. MF-2和Curvibacter sp. HJ-1诱导钙镁碳酸盐矿物的形成机制
发布时间：2021-10-07 04:31
钙镁碳酸盐矿物是自然界中广泛分布和实验体系中十分常见的矿物。研究表明,细菌能够改变其所处微环境的理化性质,诱导形成各种类型和形态的钙镁碳酸盐矿物。细菌诱导碳酸盐矿物形成机制的研究在丰富土壤形成和演化理论、污染土壤的生物修复、大气CO2的固定以及元素的生物地球化学循环等方面均具有十分重要的意义。然而,在细菌作用下钙镁碳酸盐矿物形成的机制方面仍存在诸多不明之处。鉴于微生物诱导钙镁碳酸盐矿物形成机制的研究所具有的重大意义及目前研究中存在的不足,本文分别利用Arobaacter sp.MF-2和Curvibacter sp.HJ-1及其分泌的胞外聚合物在不同Mg/Ca摩尔比条件下进行了碳酸盐矿化实验,同时完成了相应的对照实验,通过跟踪观察矿化环境的动态变化、剖析矿物种类和形态的演变过程以及同位素分馏特征,探讨了细菌诱导钙镁碳酸盐矿物形成的机制。主要研究结果可以概括如下:（1）细菌种类对碳酸盐矿物种类和形态的影响。菌株MF-2作用下倾向于形成方解石,而菌株HJ-1更有利于亚稳态矿物（球霰石和文石）的形成。两株细菌作用下矿物形态的演变趋势基本上相似,菌株MF-2:杆状→哑铃状→花菜状→球状;菌株H...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２碳酸盐成核现象示意图（Ｍｅｌｄｒｕｍ?ａｎｄ?Ｓｅａｒ，?２００８）??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎａｔｅ?ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ??
?第１章微生物成因碳酸盐矿物的研究进展???ＭＢ??ａ）?／?＼?ｗ??ｔ）?＊??４?Ａ．??ｃ｝?＋?＿??ｗ?ｉ?Ｊｒ??图１－３碳酸盐晶体生长机制（ａ，离子聚集；ｂ，奥斯特瓦尔德成熟；ｃ，聚合）（Ｐｏｌｏｗｃｚｙｋｅｔ??ａｌ．，?２０１６）??Ｆｉｇ．?１－３?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎａｔｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｇｒｏｗｔｈ：?（ａ）?ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ?ｏｆ?ｎｅｗ?ｉｏｎｓ?ｔｏ?ｔｈｅ?ｅｘｉｓｔｉｎｇ??ｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅ；?（ｂ）?Ｏｓｔｗａｌｄ?ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；?ａｎｄ?（ｃ）?ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ??１．８碳酸盐微生物矿化的影响因素??Ｍｇ－Ｃａ体系中碳酸盐的微生物矿化过程比较复杂，影响碳酸盐矿化的因素很??多。任何一种因素发生改变也许会引起其他环境因素发生相应的变化，对碳酸盐??矿化的过程产生或多或少的影响，所形成的碳酸盐矿物的种类、形态和性质也均??会发生不同程度的改变。??１．８．１微生物种类??研究发现，无论是自养还是异养、细菌还是真菌，几乎所有微生物在特定的??环境下都具有诱导碳酸盐矿物沉淀的能力（Ｂｏｑｕｅｔｅｔａｌ．，１９７３；周雪莹等，２０１０）。??当然不同微生物形成的碳酸盐矿物种类及形态也会有所不同（Ｆｅｒｒｅｒｅｔａｌ．，?１９８８）。??此外，微生物矿化过程中，微生物的新陈代谢活动会改变微环境的物理化学因素，??创造碳酸盐沉淀的有利条件（Ｄｅｎｇ?ｅｔａｌ．，?２０１０）。另外，不同微生物代谢分泌的??胞外聚合物组成也不一样，而研究已经表明胞外聚合物对碳酸盐矿化有着显著的??影响（Ｅｒｃｏｌｅ?ｅｔａｌ．，?２
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【参考文献】：
期刊论文
[1]赖氨酸芽孢杆菌GW-2菌株作用下碳钙镁石的形成[J]. 徐青龙,李福春,张宠宏,李学林. 微生物学报. 2015(05)
[2]梭菌对含镁方解石形态的控制及其可能机理[J]. 李福春,马恒,苏宁,王金平,刘铭艳,汪君,滕飞. 高校地质学报. 2011(01)
[3]不同培养条件对胶质芽孢杆菌诱导碳酸钙晶体形成的影响[J]. 周雪莹,杜叶,连宾. 微生物学报. 2010(07)
[4]微生物矿化固结土壤中重金属研究[J]. 王瑞兴,钱春香,吴淼,成亮. 功能材料. 2007(09)
[5]四川盆地中侏罗统沙溪庙组钙质结核的碳、氧同位素特征[J]. 梁斌,王全伟,阚泽忠. 矿物岩石. 2007(02)
[6]碳酸盐矿物氧同位素分馏的理论研究[J]. 郑永飞,周根陶,龚冰. 高校地质学报. 1997(03)
硕士论文
[1]丛毛单胞菌HJ-1菌株诱导碳酸盐矿物形成机理的实验研究[D]. 李磊.南京农业大学 2017
[2]Lysinibacillus sp. GW-2和Arthrobacter sp. MF-2诱导碳酸盐矿物的形成及机理[D]. 徐青龙.南京农业大学 2015
本文编号：3421365
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２碳酸盐成核现象示意图（Ｍｅｌｄｒｕｍ?ａｎｄ?Ｓｅａｒ，?２００８）??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎａｔｅ?ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ??
?第１章微生物成因碳酸盐矿物的研究进展???ＭＢ??ａ）?／?＼?ｗ??ｔ）?＊??４?Ａ．??ｃ｝?＋?＿??ｗ?ｉ?Ｊｒ??图１－３碳酸盐晶体生长机制（ａ，离子聚集；ｂ，奥斯特瓦尔德成熟；ｃ，聚合）（Ｐｏｌｏｗｃｚｙｋｅｔ??ａｌ．，?２０１６）??Ｆｉｇ．?１－３?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎａｔｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｇｒｏｗｔｈ：?（ａ）?ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ?ｏｆ?ｎｅｗ?ｉｏｎｓ?ｔｏ?ｔｈｅ?ｅｘｉｓｔｉｎｇ??ｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅ；?（ｂ）?Ｏｓｔｗａｌｄ?ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；?ａｎｄ?（ｃ）?ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ??１．８碳酸盐微生物矿化的影响因素??Ｍｇ－Ｃａ体系中碳酸盐的微生物矿化过程比较复杂，影响碳酸盐矿化的因素很??多。任何一种因素发生改变也许会引起其他环境因素发生相应的变化，对碳酸盐??矿化的过程产生或多或少的影响，所形成的碳酸盐矿物的种类、形态和性质也均??会发生不同程度的改变。??１．８．１微生物种类??研究发现，无论是自养还是异养、细菌还是真菌，几乎所有微生物在特定的??环境下都具有诱导碳酸盐矿物沉淀的能力（Ｂｏｑｕｅｔｅｔａｌ．，１９７３；周雪莹等，２０１０）。??当然不同微生物形成的碳酸盐矿物种类及形态也会有所不同（Ｆｅｒｒｅｒｅｔａｌ．，?１９８８）。??此外，微生物矿化过程中，微生物的新陈代谢活动会改变微环境的物理化学因素，??创造碳酸盐沉淀的有利条件（Ｄｅｎｇ?ｅｔａｌ．，?２０１０）。另外，不同微生物代谢分泌的??胞外聚合物组成也不一样，而研究已经表明胞外聚合物对碳酸盐矿化有着显著的??影响（Ｅｒｃｏｌｅ?ｅｔａｌ．，?２
ｓｐ．?ＭＦ－２和Ｃｗｒｖ／ｈｃ／ｅｒｓｐ．?ＨＪ－１诱导興镁碳酸盐矿物的形成机制??ａ?ｂ??’？，．?、?气?％?．．．?＾?ｎ??＇?％?翁．．．１．?、▲參如－??Ｍ＿＿ｌ??．．ｎ－?＾?＾?＊?０．５，ｍ??ｔ?４?．?ｆ?＊?Ａ?，?ｆ?兹舊！．?ｆ??图２－１菌株ＭＦ－２的ＴＥＭ照片??Ｆｉｇ．２－１?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｓｔｒａｉｎ?ＭＦ－２??注：ａ－幼龄细菌（２４?ｈ）；?ｂ－成熟细菌（４８?ｈ）??■－?：??ａ?ｂ??二：：：：＾＾??〇．）（ｉｍ?ｆ?０？寧ｉｉ??ｊｇａｇｊｉｗ——————ＢｉＨＷＢｔｍＢＷ———ｉ——■ｖ—ｉ——Ｍｉ??图２－２菌株ＨＪ－１的ＴＥＭ照片??Ｆｉｇ．２－２?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｓｔｒａｉｎ?ＨＪ－１??注：ａ－幼龄细菌（２４?ｈ）；?ｂ－成熟细菌（４８?ｈ）??２．１．２培养基成分??Ｃａ２＋和Ｍｇ２＋是大多数细菌矿化的首选阳离子，为了排除Ｃａ２＋和Ｍｇ２＋之外的??其他离子对碳酸盐矿化的干扰，实验选择改良的不含Ｃ０产或ＨＣ０３＿的Ｍ－２培养??基（Ｇｏｎｚｄｌｅｚ－Ｍｕｆｉｏｚ?ｅｔ?ａｌ．，２０００）。将?０．０５?ｍｏｌ?Ｃａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２?？氏０、０．０７５?ｍｏｌ??Ｍｇ（ＣＨ３ＣＯＯ）２？４Ｈ２〇、ｌＯｇ胰蛋白胨（不含镁钙元素）溶解于装有１?Ｌ去离子水的??锥形瓶中，药品纯度为分析纯，将上述溶液ｐＨ值调至８．０，制成镁钙比为１．５的??Ｍ－２液体培养基，１２１°Ｃ下灭菌２０?ｍｉｎ。在液体培养基中加入１．８％的琼脂粉即??２０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]赖氨酸芽孢杆菌GW-2菌株作用下碳钙镁石的形成[J]. 徐青龙,李福春,张宠宏,李学林. 微生物学报. 2015(05)
[2]梭菌对含镁方解石形态的控制及其可能机理[J]. 李福春,马恒,苏宁,王金平,刘铭艳,汪君,滕飞. 高校地质学报. 2011(01)
[3]不同培养条件对胶质芽孢杆菌诱导碳酸钙晶体形成的影响[J]. 周雪莹,杜叶,连宾. 微生物学报. 2010(07)
[4]微生物矿化固结土壤中重金属研究[J]. 王瑞兴,钱春香,吴淼,成亮. 功能材料. 2007(09)
[5]四川盆地中侏罗统沙溪庙组钙质结核的碳、氧同位素特征[J]. 梁斌,王全伟,阚泽忠. 矿物岩石. 2007(02)
[6]碳酸盐矿物氧同位素分馏的理论研究[J]. 郑永飞,周根陶,龚冰. 高校地质学报. 1997(03)
硕士论文
[1]丛毛单胞菌HJ-1菌株诱导碳酸盐矿物形成机理的实验研究[D]. 李磊.南京农业大学 2017
[2]Lysinibacillus sp. GW-2和Arthrobacter sp. MF-2诱导碳酸盐矿物的形成及机理[D]. 徐青龙.南京农业大学 2015
本文编号：3421365
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