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《西北农林科技大学》 2010年
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海洋沉积物中异化Fe(Ⅲ)还原特征及铁还原菌的分离鉴定

赵佳佳  
【摘要】: 异化铁还原是发生在厌氧环境(包括海底,淡水沉积物和淹水水稻土)中的Fe(III)氧化物生物转化的主要形式,是一种以Fe(III)作为终端电子受体的微生物代谢过程。海洋沉积物作为一种氧化还原过程的模式系统,对于研究我国海洋生态环境有着重要作用。因而系统开展Fe(III)还原微生物特性的研究,有利于阐明海洋沉积物中氧化铁的微生物还原机理、认识铁还原过程在海洋生态系统中的重要作用,对促进海洋中污染物的转化与修复具有重要的理论和实际意义。 本文以我国渤海湾海底沉积物为供试材料。通过泥浆试验,混合培养及纯培养试验,系统地分析来源于不同水质海区的沉积物中的铁还原微生物的铁还原特征差异。在泥浆试验中,对采自不同位置的海底沉积物进行厌氧泥浆培养,研究不同水环境质量海区的沉积物中Fe(III)还原随着培养时间变化的规律。混合培养试验以不同淹水恢复时期的沉积物浸提液作为接种菌液,接种到以不同碳源(葡萄糖、丙酮酸盐、乳酸盐、乙酸盐)作为底物的Fe(OH)3培养基中,通过测定培养过程中Fe(II)浓度变化及培养体系的pH值,探明具有铁(III)还原能力的微生物群落的活性变化特征,比较铁还原微生物种群对各种碳源的利用差异,为利用异化铁还原过程进行海洋沉积物中有机污染物的净化的可行性提供必要的理论依据,同时为铁还原微生物的筛选提供必要的信息。从海底沉积物中分离纯化得到具有铁还原能力的菌株,初步对其进行分类鉴定和系统发育学分析。研究主要得到以下结论: (1)不同采样位置的沉积物中Fe(III)的还原潜势存在一定差异,除S17及S7样点外其他样品的Fe(II)生成量都在3~5 mg·g-1之间,说明来自于不同位置的沉积物本身所含的可还原氧化铁数量及水环境对铁还原的影响不同。海河及大沽排污河河口的IV类水质海区沉积物中Fe(III)还原能力最为强烈,在大港北排河及子牙新河的排海口Fe(III)还原亦较高。距离海岸较远的I类水质海区沉积物中Fe(III)还原能力较弱。Fe(II)的最大累积量与NO3-—N浓度呈显著的负相关关系,表明NO3-与Fe(III)是沉积物中相互竞争的电子受体。 (2)混合培养模式下,通过比较Fe(II)的最大积累量、Fe(III)的最大还原速率、最大还原速率所对应的时间和Fe(III)还原率等指标,得出不同恢复培养时间处理之间的铁还原能力表现为:15 d 5 d 1 d;不同碳源处理之间的铁还原能力表现为:葡萄糖丙酮酸盐乳酸盐乙酸盐。I、II类水质海区沉积物中的微生物群落利用不同碳源对Fe(OH)3还原能力高于III、IV类海区;其中S2采样点沉积物的微生物群落在Fe(OH)3还原过程中对乳酸盐表现出最高的利用活性,距海岸最远的S14采样点沉积物微生物对四种碳源的响应最低。 (3)从6个不同位置的沉积物中分离得到21株铁还原菌。这21株菌在菌体菌落形态和生理特征上表现出一定的共性。其菌落特征为:菌落较小呈白色,粘滑,隆起,透光性差,边缘光滑,在培养过程中会产生酸味气体。菌株S3-1、S6-2、S7-4、S8-2、S14-2及S17HQ为革兰氏阳性细菌,杆状,培养10~25 h即达到对数生长期。来自S17点位的沉积物的铁还原菌株S17HQ具有高效的铁还原能力,在柠檬酸铁培养液中培养12 h后,培养液颜色变白,柠檬酸铁完全被还原;于氢氧化铁培养液中培养40 h的Fe(III)还原率达到95%。 (4)6株铁还原菌对利用不同碳源的结果表明,葡萄糖和丙酮酸钠可作为这6个菌株的优势碳源。这6个菌株利用葡萄糖时的Fe(III)还原累积量最大,反应速率最高。不同菌株利用葡萄糖的Fe(III)还原潜势顺序为:菌株S17HQS6-2S7-4S14-2S8-2S3-1。 (5)通过16S rDNA序列分析及同源性比对发现,菌株S3-1与蜡状芽孢杆菌(Bacillus anthracis strain)的相似度达到了99%,菌株S7-4和S17HQ都与多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)的相似度达到了99%,菌株S14-1与蕈状芽孢杆菌(Bacillus mycoides)的相似度达到了100%,菌株S6-1与巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的相似度达到了99%,系统进化树表明与芽孢杆菌属(Bacillus)聚为一族。菌株S8-2与丁酸梭菌(Clostridium butyricum)的相似度达到了95%,菌株S14-3与巴斯德梭菌(Clostridium pasteurianum)的相似度达到了99%,菌株S14-2与Clostridium sp. Fanp3的相似度达到了99%,系统进化树表明与梭菌属(Clostridium)聚为一族。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X172;X55

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【引证文献】
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1 李秀颖;周莉娜;王保莉;曲东;;富集培养下不同渤海沉积物中铁还原菌的群落结构差异[J];西北农业学报;2012年06期
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1 朱辉;淹水水稻土中典型异化铁还原微生物群落结构分析[D];西北农林科技大学;2013年
【参考文献】
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1 刘国红;刘波;林乃铨;林营志;;芽孢杆菌的系统进化及其属分类学特征[J];福建农业学报;2008年04期
2 周波;温建平;张岩岩;;渤海污染现状与治理对策研究[J];中国环境管理干部学院学报;2006年04期
3 ;Dissimilatory Fe(Ⅲ) reduction characteristics of paddy soil extract cultures treated with glucose or fatty acids[J];Journal of Environmental Sciences;2008年09期
4 孟伟,刘征涛,范薇;渤海主要河口污染特征研究[J];环境科学研究;2004年06期
5 曲东,Sylvia Schnell;外源氧化铁对水稻土甲烷形成的抑制[J];环境科学学报;2002年01期
6 蓝先洪;中国陆架的沉积环境地球化学[J];海洋地质动态;2004年09期
7 陈皓文;高爱国;;漫谈海洋地微生物学[J];海洋地质动态;2008年03期
8 罗玉玺;梁瑞才;;渤海沉积作用与物理环境[J];海洋技术;2006年02期
9 王静;曲东;易维洁;;不同浓度硫酸盐对水稻土中异化铁还原过程的影响[J];农业环境科学学报;2009年05期
10 曹宁;曲东;;水稻土中铁还原与无机磷有效性的关系[J];土壤通报;2007年03期
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1 易维洁;水稻土中铁还原微生物的碳源利用特征[D];西北农林科技大学;2007年
【共引文献】
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1 马骏;付荣恕;;大型底栖动物生态学研究进展[J];山东农业科学;2010年02期
2 赵红艳;陈晔;;江苏沿海主要海洋灾害分析与减灾对策[J];安徽农业科学;2009年04期
3 陶峰;贾晓平;陈丕茂;李辉权;;广东省澄海莱芜拟建礁区建礁可行性研究[J];安徽农业科学;2009年18期
4 斯广杰;陈丕茂;陈勇;贾晓平;;海洋底栖生物生态学的研究进展[J];安徽农业科学;2009年19期
5 郭恩棉;于友庆;;沙质底质与无沙底质水族箱水质因子变化的比较[J];安徽农业科学;2009年26期
6 吴洽儿;李纯厚;孙典荣;;南澎列岛海洋生态自然保护区生态系统演化特征[J];安徽农业科学;2010年26期
7 曹望;;海洋低碳经济发展研究[J];安徽农业科学;2010年33期
8 范彦斌;李超;吴翔恩;;台湾海峡西北部海坛岛东南沿岸上升流对表层沉积硅藻的影响[J];安徽农业科学;2012年01期
9 曾洪学;杨玉泉;屈兴红;黄灿;;异化Fe(Ⅲ)还原菌及其还原机制的环境意义[J];安徽农业科学;2012年18期
10 朱勇;段振菡;陆文静;龙於洋;王洪涛;吴华勇;任路路;;大型厌氧填埋场中铁的分布特征及迁移行为研究[J];北京大学学报(自然科学版);2012年01期
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1 曹源;仇雁翎;陆欢欢;朱志良;赵建夫;;淀山湖邻苯二甲酸酯的历史检测结果与分析[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
2 杨轶清;;企业家素质视阈下的民营企业倒闭——对金融危机以来倒闭浙商内因的研究[A];浙商研究2011[C];2011年
3 王静;曲东;;不同浓度硫酸盐对水稻土中异化铁还原过程的影响[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
4 房春娟;孙燕;李治;;微生物在处理水体污染中的应用[A];2008陕西省环境与健康论坛论文集[C];2008年
5 周如琼;;红树林凋落物过程与营养物质形式[A];第二届中国林业学术大会——S8 野生动物、湿地与自然保护区论文集[C];2009年
6 迟光宇;陈欣;史奕;郑太辉;;土壤Fe(Ⅲ)异化还原的环境效益[A];第三届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2009年
7 乔璐璐;刘容子;鲍献文;李真;;经济增长下的渤海环境容量预测[A];2007中国可持续发展论坛暨中国可持续发展学术年会论文集[C];2007年
8 汪国威;陈天虎;周跃飞;王进;岳正波;;一株兼性厌氧硝酸盐/Fe(Ⅲ)还原菌的分离及鉴定[A];2012年全国矿物科学与工程学术研讨会论文集[C];2012年
9 杨慧立;;天津临港工业区围海造陆工程对周围海域浮游动物群落的影响[A];2012中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2012年
10 Wenfang Wu;Bi Li;Jing Hu;Jinhua Li;Fengping Wang;Yongxin Pan;;Iron reduction and magnetite biomineralization mediated by a deep-sea iron-reducing bacterium Shewanella piezotolerans WP3[A];中国科学院地质与地球物理研究所2012年度(第12届)学术论文汇编——地球深部结构与过程研究室[C];2013年
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1 胡利民;大河控制性影响下的陆架海沉积有机质的“源—汇”作用[D];中国海洋大学;2010年
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4 刘伟峰;海洋溢油污染生态损害评估研究[D];中国海洋大学;2010年
5 石欣;海洋环境监测法研究[D];中国海洋大学;2010年
6 曾凡荣;水稻铬毒害和耐性的生理与分子机理研究[D];浙江大学;2010年
7 杨俊鹏;辽河口潮滩沉积物元素地球化学特征及其环境效应[D];中国地质大学(北京);2011年
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10 路波;25万年来西太平洋暖池核心区古海洋学研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
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1 赵永晶;新疆乌伦古湖底栖动物群落结构的研究[D];华中农业大学;2010年
2 杨砚;中度嗜盐菌新种Pontibacillus yanchengensis sp. nov.的鉴定与多相分类学研究[D];华中农业大学;2010年
3 刘香江;重金属铜和镉(Cu和Cd)及乙酰甲胺磷对矛尾复虾虎鱼毒性效应的研究[D];华中农业大学;2010年
4 金鑫;稻瘟病生防菌Af1、Af4的初步研究[D];华中农业大学;2010年
5 吴金光;两种硅酸盐细菌特异性PCR方法的建立及应用[D];浙江理工大学;2010年
6 王今华;埃洛石改性及其对废水中重金属离子的吸附研究[D];郑州大学;2010年
7 韩洋;大海洋生态系区域:海洋法新制度的构建研究[D];中国海洋大学;2010年
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9 张凯;海蜇养殖港塭浮游生物生产力与海蜇负载力研究[D];中国海洋大学;2010年
10 周艳;渤海环境治理的政策建构[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
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1 刘国红;刘波;林乃铨;林营志;;芽孢杆菌的系统进化及其属分类学特征[J];福建农业学报;2008年04期
2 赵佳佳;易维洁;曲东;;渤海沉积物中氧化铁的异化还原特征[J];农业环境科学学报;2010年09期
3 陈秦;赵佳佳;曲东;朱超;;渤海沉积物中微生物铁还原能力及其影响因素探讨[J];农业环境科学学报;2011年06期
4 姜明;吕宪国;杨青;佟守正;;湿地铁的生物地球化学循环及其环境效应[J];土壤学报;2006年03期
5 李杨;王保莉;朱超;曲东;;不同施肥水平下旱地土壤细菌群落多样性的RFLP分析[J];土壤学报;2010年02期
6 曲东,贺江舟,孙丽蓉;不同水稻土中氧化铁的微生物还原特征[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2005年04期
7 王伟民;曲东;徐佳;;水稻土中铁还原菌的分离纯化及铁还原能力分析[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2008年10期
8 易维洁;曲东;朱超;王静;;3株铁还原细菌利用不同碳源的还原特征分析[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2009年02期
9 曲东,张一平,S.Schnell,R.Conrad;添加氧化铁对水稻土中H_2、CO_2和CH_4形成的影响[J];应用生态学报;2003年08期
10 易维洁;曲东;王庆;;碳源和淹水时间对水稻土微生物Fe(Ⅲ)还原能力的影响[J];应用生态学报;2010年12期
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1 朱超;环境因素对水稻土中地杆菌和厌氧粘细菌群落的影响[D];西北农林科技大学;2011年
【二级参考文献】
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1 杨贵明;蒋爱华;薛秋生;;用DNS光度法测定还原糖的条件研究[J];安徽农业科学;2006年14期
2 吴莹,张经,于志刚;渤海柱状沉积物中烃类化合物的分布[J];北京大学学报(自然科学版);2001年02期
3 冯雅丽;周良;祝学远;连静;李少华;;Geobacter metallireducens异化还原铁氧化物三种方式[J];北京科技大学学报;2006年06期
4 唐运千,徐鲁强,郑士龙,周健;东海沉积物中类脂化合物[J];东海海洋;1985年01期
5 郭志刚,杨作升,陈致林,毛登;东海陆架泥质区沉积有机质的物源分析[J];地球化学;2001年05期
6 陈迪云,黄伟林;不同土壤有机质组分对憎水有机物的吸附机理研究[J];地球化学;2003年04期
7 高抒;全球变化中的浅海沉积作用与物理环境演化——以渤、黄、东海区域为例[J];地学前缘;2002年02期
8 陈玺;孙继朝;黄冠星;刘景涛;;酞酸酯类物质污染及其危害性研究进展[J];地下水;2008年02期
9 阴家润,王薇薇;深海洋底热泉生态系和冷泉生物研究综述[J];地质科技情报;1995年02期
10 王泽中;海洋学研究的新知——深海底流沉积[J];大自然探索;1997年03期
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1 杨春;不同水稻土中铁的微生物还原特征[D];西北农林科技大学;2001年
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1 曲东,Sylvia Schnell;纯培养条件下不同氧化铁的微生物还原能力[J];微生物学报;2001年06期
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3 李颖;孙永明;孔晓英;李连华;袁振宏;杨秀山;;微生物燃料电池中产电微生物的研究进展[J];微生物学通报;2009年09期
4 张锦涛;倪晋仁;周顺桂;;基于铁还原菌的微生物燃料电池研究进展[J];应用与环境生物学报;2008年02期
5 黄晓晨;陈文瑞;陈楷楷;许旭萍;陈祖亮;;高岭土生物除铁实验及动力学分析[J];福建师范大学学报(自然科学版);2011年01期
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8 彭珊珊,黄国清;食用花卉中Fe含量及其形态分析[J];光谱学与光谱分析;2003年01期
9 关舒元;朱超;王保莉;曲东;王伟民;孙丽蓉;;铁还原菌株P4的碳源利用特征及其系统发育学分析[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2008年03期
10 易维洁;曲东;朱超;王静;;3株铁还原细菌利用不同碳源的还原特征分析[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2009年02期
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1 刘同旭;张伟;李芳柏;;异化铁还原菌S.putrefaciens 200还原硝酸盐和氧化铁的竞争关系[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
2 袁勇;周顺桂;庄莉;张隽;;铁还原菌胞外电子转移机制及应用[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
3 李志红;朱祥坤;;条带状铁建造型铁矿的Fe同位素分布特征[A];中国矿物岩石地球化学学会第12届学术年会论文集[C];2009年
4 陈晓红;徐玲;;二苯胺磺酸钠光度法测定Fe(Ⅲ)[A];第九届全国微型化学实验研讨会暨第七届中学微型实验研讨会论文集[C];2011年
5 刘子忠;吴静;鲍玉峰;刘东升;葛湘巍;;Fe~(3+)对全氟辛羧酸降解反应影响的理论研究[A];中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集[C];2012年
6 杜宇;孙雪;;不同盐度和Fe~(3+)浓度对小球藻生长、硝酸还原酶活性及基因表达的影响[A];中国藻类学会第八次会员代表大会暨第十六次学术讨论会论文摘要集[C];2011年
7 王建伟;褚武扬;尚新春;吕国才;;Fe在辐照损伤下的分子动力学模拟[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
8 黄雅;吴之传;许曜;吴琦;王岚岚;;偕胺肟-Fe(Ⅲ)配合物纤维催化合成乙二醇二乙酸酯研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
9 李世珍;朱祥坤;吴龙华;骆永明;;植物中Fe同位素分馏研究——以海州香薷为例[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年
10 张庆忠;;丰田5A-FE发动机故障实验台的设计[A];第五届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2008年
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1 同文;2008年度FD、FE指数报告出炉[N];中国服饰报;2009年
2 黄海;雪豹研制成功FE功效干刷牙膏[N];消费日报;2009年
3 本报记者 吴震;FedEx 凭什么横行天下[N];中国商报;2002年
4 本报记者 过国忠;“FE人”缅怀“中国摩尔根”[N];科技日报;2008年
5 记者 穆建军;UPS首获中国直航权 FedEx再获一中美航班[N];国际经贸消息;2000年
6 本报记者 李毅明;FedEx:完整网络奠基完美服务[N];中国交通报;2002年
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9 潘树明;创新提升钕铁硼企业竞争力的必由之路[N];中国电子报;2000年
10 王心;冤家又聚头[N];国际经贸消息;2001年
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1 易维洁;碳源对水稻土中铁还原特征和铁还原菌多样性的影响[D];西北农林科技大学;2011年
2 刘邓;不同厌氧微生物功能群对粘土矿物结构Fe(Ⅲ)的还原作用及其矿物转变[D];中国地质大学;2012年
3 王也铭;Fe(Ⅲ)催化的α-取代-β-二羰基化合物的杂环化反应研究[D];东北师范大学;2011年
4 李宝增;基于稳定固溶体团簇结构模型的Fe基多元合金[D];大连理工大学;2012年
5 张丽;Fe基双相纳米复合材料的制备与高频性能的研究[D];电子科技大学;2011年
6 崔崇;热喷涂制备Fe基非晶合金涂层的组织性能及其激光重熔行为的研究[D];天津大学;2012年
7 吴志昊;Fe(Ⅱ)、DO含量对养殖大菱鲆幼鱼生理学性状影响的研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
8 江举辉;Fe(Ⅲ)/铸铁屑吸收SO_2新方法及其工艺的研究[D];上海交通大学;2008年
9 吕国;中国大陆超深钻(CCSD)高压变质岩嗜碱铁还原菌培养研究[D];中国地质大学(北京);2011年
10 谭军;成分与结构对Zr-Co-Al-(Fe)大块金属玻璃力学性能的影响[D];重庆大学;2011年
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1 赵佳佳;海洋沉积物中异化Fe(Ⅲ)还原特征及铁还原菌的分离鉴定[D];西北农林科技大学;2010年
2 刘湛;厌氧富集培养对水稻土中铁还原菌种群结构的影响[D];西北农林科技大学;2011年
3 秦丹;来源于不同深海环境中的铁还原细菌的多样性初探及新种Clostridium ferrireducens sp.nov.的分离鉴定[D];国家海洋局第三海洋研究所;2011年
4 王晓荣;激光熔覆陶瓷相颗粒增强Fe基熔覆层的研究[D];山东大学;2010年
5 高海霞;Fe_(3-x)Cr_xSi合金的制备及其腐蚀性能研究[D];兰州理工大学;2010年
6 蒋赵贵;ForCES路由器FE间数据传输机制研究与实现[D];浙江工商大学;2010年
7 景秀芳;Fe元素对光合细菌生长及光合色素的影响[D];山西大学;2010年
8 吴超;初始pH值对水稻土微生物铁还原的影响[D];西北农林科技大学;2013年
9 白艳红;含Co_2C_2单元桥联四面体及Co-Fe异核炔桥羰基簇合物的合成与表征[D];内蒙古大学;2007年
10 张中利;Fe基快淬态纳米晶薄带的制备与磁性[D];山东大学;2010年
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