氧化亚铁硫杆菌驯化培养国内外研究现状(2)
此外刘亚杰，张为民等教授还对耐低p H氧化亚铁硫杆菌的培养与驯化就行了研究[10]，迄今为止，用于微生物冶金的细菌已经发现了20多种，常用的浸矿细菌主要是硫杆菌属和嗜酸热细菌两类。其中，氧化亚铁硫杆菌的应用研究最为多见[11]，T．f菌浸铀即为其一。T．f菌的生长pH范围为1．2～6．0，而最佳pH范围为2．5～2．8。但对于含有大量耗酸物质的铀矿石而言，为减少浸铀过程中铁矾的沉淀，就必须使浸矿环境pH<1．6，相应地，T．f菌必须耐低p H，需要采用紫外线诱变或定向富集分离驯化等方法得到这类耐酸菌株，采用9K培养基从沙洲坝铀矿石中分离出一株耐低pH(pH=1．6)的氧化亚铁硫杆菌(B16)，经多次驯化，它可以适应矿石培养基和矿石酸化液，转代驯化的方法是，将前一代菌液(每次均取其上清液)(编号为A)、9K培养基(编号为B)、矿石酸化液(编号为C)按比例加入锥形瓶，然后再视情况添加矿石培养基(每次接种时，均将上次接种液中的矿石培养基保留，即在按比例取菌液时，把矿石也一并加入新的锥形瓶中接种)，在温度30℃、pH=1．6条件下，置于转速为90 r／min恒温培养箱中振荡培养至活性期。结果表明，用矿石酸化液替代9K培养基培养氧化皿铁硫杆菌是可行的。
此外，有成果显示，我国科学家姚静，徐文静，李红玉等教授在05年(兰州大学生命科学学院教授）[12]以氧化亚铁硫杆菌野生菌(wide A．f)和驯化菌(adapted A．f)为供试菌株，通过比较野生菌与驯化菌对Cu2+的吸收与运输特性，研究了氧化亚铁硫杆菌驯化菌株的抗铜机理。结果表明：Cu2+对野生菌Fe2+的氧化活性影响较大，当Cu2+浓度高于10 g／L时，细菌Fe2+氧化活性逐渐降低直至完全抑制；而经驯化培养的T．f菌，对重金属铜则具有较高的抗性，其Fe2+氧化活性也较高，Fe2+氧化速率加快；在不同Cu2+浓度下，驯化菌细胞中的Cu2+含量总低于野生菌的，经驯化培养的氧化亚铁硫杆菌与野生菌相比，具有更高的促进体内Cu2+排出的能力，该排出系统与ATPase的活性有关。
在氧化亚硫铁杆菌的培养特性方面的研究有充分的实验例证和非常明确的结论。下面列出一二。武华平，袁斌教授等人，从广东云浮一硫铁矿的酸性废水中分离出一株氧化亚铁硫杆菌，对其菌落形态和细胞形态进行了初步的探讨，研究了温度、初始pH、Fe2+初始浓度、接种量对细菌氧化Fe2+的影响。试验结果表明，该菌在pH=2．0、温度30～35℃活性最强，同时加大接种量也可以缩短细菌的迟缓期，培养基中过高的Fe2+浓度对该菌生长起抑制作用。【13】在适宜的环境pH值和温度下，分离出来的氧化亚铁硫杆菌能正常生长，迟缓期比较短，亚铁的氧化速度较快，说明在此条件下细菌生长较快，活性较强。加大接种量可以缩短迟缓期，从而加快氧化速度，同时Fe2+浓度对细菌的氧化速率有很大影响，过高的Fe2+浓度可能抑制细菌的生长，细菌在较低的Fe2+浓度下迟缓期较短，但是进入对数期之后，氧化速度又明显偏低。由于T．f自身的特点，氧化速度低，限制了其工业应用，因此以后的工作重点是通过诱变育种、基因工程等方法来获得高效优良菌种。王艳锦,郑正伊教授等人研究了氧化亚铁硫杆菌对不同含硫底物的利用情况【1】。并用单质硫对其进行驯化培养，将分别以亚铁和单质硫为底物的氧化亚铁硫杆菌的生长特性进行对比分析。通过配制不含Fe2+的9K培养基，分别加入单质S、Na2S203和Na2S03，以S计，加入S的浓度为1g/L，即0．03mol／L，于30℃，120r／min条件下培养。由于硫化合物的氧化生成硫酸，是一个产酸过程，可用溶液pH值的降低程度表示硫化合物被细菌氧化量的多少，因此，按一定时间间隔测定溶液中pH值和S042-浓度，考察T.F对硫化合物的利用情况。pH值由pH计测定；S042-农度采用铬酸钡分光光度法测定[14]。结果表明，氧化哑铁硫杆菌对所选的三种含硫底物的利用难易程度依次为Na2S203最易利用，单质s其次，而Na2S03的利用情况最差；氧化亚铁硫杆菌经单质s驯化后，其氧化单质s的能力显著增强，且细菌细胞的形态、结构等与以Fe2+。为能源物质相比发生了变化。张俊，范伟平教授等人实验表明T.F菌对FeS04和硫等单或双鹿物利用的难易程度次序为：单底物培养基中FeS04最易利用。Na2S203其次．单质硫最难利用；双底物培养基中。T.F首先利用Fe2+，然后利用硫。此外培养液中还伴随发生化学氧化反应、中和沉淀、生转氧化等反应，以上反应使培养液中亚铁的；窿度在培养中期上下波动直至铁氧化酶抑制被解除。Fe2+的测定通过a-a’联吡啶比色法[15]。pH值的测定通过pHS一3C型精密pH计。S042-的测定通过比浊法[16]。结果表明，1、T.F对单底物的利用难易程度依次是FeS04最易利用，Na2S203其次，单质硫最差。2、在9K培养基中培养末期，pH值出现了异常微量升高现象，根据文献报T.F菌细胞内部pH值为6～7，可以推测培养后期pH值升高是由于细菌缺乏能源物质，大量细胞死亡破裂，释放出细胞质而使培养液pH值升高。3、双底物的利用过程中，T．F的铁氧化酶系首先启动，随着Fe2+浓度的下降，硫氧化酶系开始启动，随后两个酶系协同作用。4、在FeS04和Na2S203混合底物利用过程中，培养液中同时存在化学氧化反应、中和沉淀、生物氧化等反应，以上反应竞争作用使菌培养初中期，Fe2+氧化速度缓慢。随着pH的下降，铁氧化酶系抑制被解除，Fe2+氧化速率才转快速增加。因此Na2S203不宜作T.F能源底物利用。
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