钾质粗面岩表生细菌的空间分布及其在岩石风化中的作用

《钾质粗面岩表生细菌的空间分布及其在岩石风化中的作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、钾质粗面岩表生细菌的空间分布及其在岩石风化中的作用-->第一章文献综述第一节细菌多样性的研究进展1.细菌多样性研究内容随着环境污染的日益加重，全球将生态文明建设提高到战略性地位的同时，生物多样性成为当今国际的热点，也成为学术界研究的重点领域之一。目前人们对植物和动物的多样性工作展开了大量的研究，微生物由于个体微小，不像动植物比较引人注意，再加上人们长期对微生物的认识较少，导致微生物多样性的研究工作还比较薄弱(章家恩等，2004)。微生物是地球上最早出现的生命形式，是重要的分解代谢类群，失去了微生物

2、的活动，其他生命将不复存在。保护微生物的多样性不仅能维持整个生态系统的平衡、对人类认识自然界、深刻揭示生命的起源与进化、进行资源的井发等诸多方面具有重要的意义；同时对一些极端环境下的微生物多样性工作进行研究，将给人类带来良好的效益（李娟等，2012)。而在微生物的研究工作中，细菌备受国内外学者的关注。目前细菌多样性主要分为四个研究层面：生理多样性、遗传多样性、物种多样性和生态多样性。1.1生理多样性生理多样性包括生理结构和功能的多样性。细菌的形态、细胞组分、细胞器的组成等细微结构之间的差异，表现出

3、其生理结构的多样性。细菌细胞的特异分泌物以及细胞的分子组成都具有种属的差异，这些都可以作为区别细菌的标志(Baietal.,1997；Demolingetal,2008)。如细菌细胞中的特征憐酸脂肪酸（PLFAs)的类型和含量具有稳定遗传性、指示性等一系列的特殊性，美国的MIDI公司据此开发了相关的技术对细菌进行全面的鉴定和分析(MIDI，2002)。1.2遗传多样性遗传多样性是指细菌群体在基因水平上的数量和频率的分布差异，主要体现在组成遗传物质的碱基数量和排列顺序的多样性。另外，在DNA的复制过

4、程中出现的碱基对的变化（包括缺失、增添），DNA的单/双链等多种遗传形式的存在，结合、转化和转导等一系列特殊的基因重组现象，使细菌的遗传多样性得到很大的扩展(Zhangetal.，2005)。1.3物种多样性1977年，arinactinospora和Sciscionecbein,1983)。微生物在生长和代谢的过程中通过分泌小分子的有机酸、无机酸，改变了周围的pH值及氧化还原环境，导致金属元素(Fe、Si、Al、K、Mg、Mn、Ca、Na等)从桂酸盐及其它矿物中溶出，影响了矿物的组成结构及含量，

5、从而加速了矿物的溶解（连宾等，2008)。目前，细菌、真菌、地衣等均被确认具有矿物风化的能力。1.细菌对矿物风化的效果细菌具有分布广泛、种类繁多、代谢类型丰富等特点，每时每刻都在参与岩石和矿物的风化过程（连宾等，2010)。细菌对矿物风化能力的研究已有很多报道，Kimetal.(2004)研究了斯瓦尼菌属(shewanella)在正常的条件下培养，短暂的14天就可以将蒙阜石风化成伊利石，而不接菌的对照组要在5个月左右才会有这一现象的转变。Garciaetal.(2004)将Escherichiac

6、oli接种到橄榄石粉末中，培养七天后，测定了发酵液中的铁的浓度，与对照相比增加很多，溶烛速率提高；作用后的橄榄石矿粉表面相-->对贫铁，Fe3+/Fe2+比对照高，表明细菌可能从表面开始风化橄榄石。细菌风化矿物是为了获得自身生存所需要的营养元素，除铁元素以外，镁、钙、钾及其它微量元素同样也是细菌生存的必需元素。Gloasp.对biotie、microcHne、chlorite三种矿物的释钾能力。供试菌株在缺钾的培养基中能溶解黑云母中的K来维持生长，同时检测到菌株在100天以后仍处于生长期；而在绿泥

7、石和微斜长石的风化试验中，矿物中被释放出来的钾含量很低，但也能看出菌株促进了这两种矿物的风化。说明菌株对矿物的风化能力可能与矿物的晶体结构以及各种无机元素的含量密切相关。Brantleyda/.(2001)利用节杆菌属的细菌来研究角闪石的风化试验，与不接菌的对照相比，溶液中Ti、Fe、Al、Cu、Mn、Ni等元素都有一定程度的溶出，其中Co元素的溶出速率最高。元素的释放速率很大程度上与细菌的吸收利用相关。许多具有较强风化能力的细菌从土壤中分离出来，如池景良等(1999)从菜田土中分离出BK，CK两

8、株矿物风化细菌，在实验室纯培养条件下接种到纯钾长石矿粉中，发现两株菌的解钟量分别达到32.3%和39.7%;盛下放(2004)从土壤中蹄选出4株对钾长石、伊利石和霞石风化能力强的菌株，将高效菌株NBT接种到矿物质中，发现绅元素的释放比对照分别增加85.8%(钾长石)、115.2%(伊利石）、96.4%(霞石）；何琳燕等(2004)从土壤中蹄选出16株矿物风化细菌，均能在无N培养机上生长，其中菌株SB13解钾能力较强，释放的钾元素比对照增加了49.1%;贺积强等(2003)从紫色土中