嗜酸氧化亚铁硫杆菌中金属转运基因的克隆与差异表达

嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans,At.ferrooxidans）广泛应用于铜、锌、锰和镉等金属离子的生物浸出,浸出液中含有大量的金属离子。研究At.ferrooxidans DC菌株在金属离子胁迫下金属转运基因的相对表达,测定At.ferrooxidans DC对Mn2+、Zn2+和Cd2+的最大耐受浓度。应用RT-qPCR技术分析At.ferrooxidans DC中4个金属转运基因（afe₀671、afe₀674、afe₁143和afe₁144）在Mn2+、Zn2+和Cd2+胁迫下的差异表达。利用BLAST等生物学软件对各基因及其编码的蛋白进行生物信息学分析。结果表明:At.ferrooxidans DC菌株对Mn2+、Zn2+和Cd2+的最大耐受浓度分别是0.38、0.18和0.08 mol/L;在Mn2+、Zn2+和Cd2+胁迫下,目标基因的表达均上调,且随着金属离子浓度的增加,上调倍数升高;生物信息学分析表明目标基因编码为与金属转运相关的膜蛋白;在At.ferrooxidans DC中,目标基因编码的蛋白与Mn2+、Zn2+和Cd2+的转运密切相关。     

阴离子对嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长和硫氧化活性的影响

以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans, ATCC23270)为对象,研究NO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-和PO_4~(3-)对Acidithiobacillus ferrooxidans生长和硫氧化活性的影响.结果表明:不同阴离子对Acidithiobacillus ferrooxidans硫氧化表观活性的影响效应不同,其影响由大到小的顺序依次为Cl~-,NO_3~-,SO_4~(2-)和PO_4~(3-);在高浓度PO_4~(3-)的胁迫(300 mmol/L)下,细菌所表达蛋白质的总数量减少,但同时表达一些特异性蛋白质,这说明细菌可通过抑制一些在正常条件下表达的蛋白质,同时表达一些新的蛋白质来应对无机离子的胁迫效应.     

RAPD用于20株嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株亲缘性研究

为研究中国20株嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株的基因多样性,以及基因指纹技术分类与嗜酸氧化亚铁硫杆菌生理生化特性的相关性,使用20种随机引物,通过PCR扩增20株菌株的基因组DNA,并分析凝胶电泳条带的有无,使用Jaccard系数和UPGMA分析菌株间相关性。20种引物产生的条带将20株菌株分成了5组,菌株间相关性系数最小为35.1%(YTW与DXS),而相似系数最大为96.9%(BY-0502与DXS,DY26与DY30)。结果表明:20株来自不同地区的嗜酸氧化亚铁硫杆菌株具有较高的多样性,并且亲缘性分类与各菌株取样地以及最大铜离子耐受能力分类,有较高的分类相似性,说明RAPD技术拥有在嗜酸氧化亚铁硫杆菌内分类鉴定菌株的能力。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌亚铁氧化系统研究进展

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)是目前研究得最多的浸矿细菌,其能量代谢途径复杂多样。在有氧条件下,A.ferrooxidans以氧化Fe2 、H2或(和)各种还原性硫化物提供能量来生长,在亚铁氧化系统中,A.ferrooxidans的各种菌株氧化亚铁后产生的电子经大致相同的传递途径传递给最终电子受体O2,但是最初电子受体可能有所不同。讨论了A.ferrooxidans亚铁氧化系统中电子顺电势梯度传递的各个电子传递载体的组成,基因结构和特征以及可能的相互作用机制;同时,介绍了A.ferrooxidans生长过程中,少量电子经细胞色素bc1复合体逆电势梯度传递、参与还原力NAD(P)H的生成和CO2固定过程中可能存在的电子传递模式,以及A.ferrooxidans在不同生长基质中生长时rus操纵子的转录调控模式。     

源自硫化矿区的氧化亚铁硫杆菌新菌系的鉴定

从广西铜坑矿区多金属复杂硫化矿矿坑水中分离得到了一株嗜酸氧化亚铁硫杆菌(暂命名为TK),该菌株为革兰氏阴性细菌,短杆状,菌体大小为(0.4±0.1)μm×(1.4±0.2)μm,最适生长温度为25~30℃,最适pH值为2.0,化能自养型,能利用亚铁、单质硫和葡萄糖生长,不能利用硫代硫酸钠、蛋白胨生长。测定其亚铁和元素硫的氧化能力,并考察它对铁闪锌矿的浸出效果。以16SrDNA序列同源性为基础构建了包括15株已报道菌种和其他菌属菌株作为外来群在内的系统发育树。结果表明:TK菌株处于单独的一个分支内,与嗜酸氧化亚铁硫杆菌株D2最为相似,相似性为98.67%,推测TK菌株为嗜酸氧化亚铁硫杆菌的一个新菌系。该菌系的分离为嗜酸氧化亚铁硫杆菌多样性和生态分布研究提供了一种新材料。     

生物浸铀中影响嗜酸氧化亚铁硫杆菌活性的氟毒物活性形态(英文)

为了确定浸矿菌耐氟的机制,在氟化物存在的条件下,驯化铀矿浸出菌嗜酸氧化亚铁硫杆菌ATCC23270,研究溶液中含不同氟浓度、不同pH值时铀矿浸出菌的活性变化,以及有无蛋白酶K处理时铀矿浸出菌细胞内氟浓度的变化情况。采用铂电极和Ag/AgCl参比电极测量氧化还原电位,以作为细菌不同活性的参照指标,采用氟离子选择性电极测定细胞内的氟浓度。结果表明,真正影响铀矿浸出菌活性的是HF,溶液pH值增加以及溶液中与氟有较强络合能力的离子浓度的变化,也会引起耐氟菌假象的出现。浸矿菌的耐氟能力可能与细胞壁和细胞膜上的一些蛋白密切相关。     

氧化亚铁硫杆菌驯化菌株的铜离子运输特性

以氧化亚铁硫杆菌野生菌(wideT.f)和驯化菌(adapted T.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.     

黄钾铁矾的生成机理及其对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的影响(英文)

黄钾铁矾的生成对Sarcheshmeh生物堆浸硫化铜矿有不利影响。实验研究了在嗜酸氧化亚铁硫杆菌存在的情况下,生长介质中Fe(II)的初始浓度、pH及温度影响黄钾铁矾沉淀形成的机理。产生最多Fe(III)沉淀的条件为:硫酸亚铁浓度50 g/L、初始pH 2.2、温度32°C。Fe(III)沉淀的生成影响了对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的浓度,比如:Fe3+、SO 2?4、K+、PO 3?4、Mg2+。对于Fe3+和K+,他们有相似的模式,这些离子共沉淀而形成黄钾铁矾的组分。在pH高于1.6时,由于PO 3?4与黄钾铁矾共沉淀以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌较快的生长速度而导致合PO 3?4的化合物的溶解度急剧降低。在生物堆浸的初期,由于脉石的溶解,Mg2+浓度增大,随后缓慢降低。     

浮选药剂对嗜酸氧化亚铁硫杆菌浸出低品位铜尾矿的影响

以分离于湖北某铜矿的嗜酸氧化亚铁硫杆菌LD-1菌株(At.f LD-1)为研究对象,研究了4种不同碳链长度黄药、丁胺黑药、2号油、11号油单一浮选药剂和由这些药剂组成的5种组合药剂对At.f LD-1菌株生长、氧化活性以及浸出尾矿效率的影响规律。结果表明:单一浮选药剂均会影响At.f LD-1菌的氧化活性,影响程度有所差异,起泡剂对菌种的影响最小,捕收剂的影响较大;5种组合浮选药剂对At.f LD-1菌株生长、氧化活性和浸铜效率的抑制作用从小到大顺序为丁基黄药+丁胺黑药+2号油、异丙基黄药+丁胺黑药+2号油、异戊基黄药+丁胺黑药+2号油、乙基黄药+异戊基黄药+2号油、乙基黄药+丁胺黑药+2号油。     

Mg2+对氧化亚铁硫杆菌生长活性的影响

研究了在常用的细菌浸出条件下（ｔ＝３０℃,ｐＨ２．０）,Ｍｇ＾２＋对氧化亚铁硫杆菌（Ｔ．ｆ）５生长活性的影响。结果表明,实验所用菌株具有一定的耐Ｍｇ＾２＋能力;当培养基中ｐ（Ｍｇ＾２＋）≤１０．５ｇ／Ｌ时,Ｍｇ＾２＋对细菌的生长活性没有不利的影响;ｐ（Ｍｇ＾２＋）１５．５ｇ／Ｌ时对细菌生长活性的影响较明显;Ｐ（Ｍｇ＾２＋）２０．５ｇ／Ｌ时细菌的生长完全受到掏。经驯化的珠该菌株耐Ｍｇ＾２＋性明显提高     

表面活性剂Tween-80对Acidithiobacillus ferrooxidans硫氧化和硫代谢相关蛋白质基因表达的影响(英文)

研究了表面活性剂 Tween-80 对 Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270 生长、硫氧化和硫代谢相关典型基因表达的影响。结果表明,当培养基中含有 10 2g/L Tween-80 时,A. ferrooxidans 的生长以及其对不溶性底物(S0和 CuFeS2)的代谢得到了促进。在该条件下,经过 24 d 的生物浸出,黄铜矿的铜离子浸出率比对照组(不含 Tween-80)高 16%。FT-IR 光谱分析表明,这可能是由于 Tween-80 的存在而导致胞外多聚物成分发生变化而引起的。用 RT-qPCR 来分析 17 个硫代谢相关基因在 Tween-80 存在时的表达差异。胞外蛋白质基因表达下调表明了Tween-80 对细菌硫吸附作用的影响。硫代谢相关酶基因表达水平的变化为硫代谢的研究提供了参考。     

Microbial leaching of marmatite by Acidithiobacillusferrooxidans and Acidithiobacillus thiooxidans

1 Introduction Microbial leaching of metals from sulfide minerals has been practiced over hundreds of years without realizing that microorganisms were involved. Copper, zinc, gold, etc can be recovered from sulfide ores by microbial leaching[1?5]. Zinc s…     

Bioleaching of marmatite flotation concentrate by Acidithiobacillus ferrooxidans and Leptospirillum f errooxidans

Bioleaching of marmatite flotation concentrate by Acidithiobacillus ferrooxidans and Leptospirillum ferrooxidans was investigated at 35℃, the initial pH value of 2.0 on an orbital shaker with 160 min^-1 over a period of 10 days. Experimental results indicate that the adapted strains increase markedly the dissolution rate and the leac-hing ratio of marmatite. Pulp density also affects the bioleaching of marmatite. Massive elemental sulfur and jarosite form during the leaching process in the systems inoculating the adapted strains in pure and mixed cultures;and acid product is enhanced, which decreases the pH below to 2.0 in latter leaching period. Marmatite preferentially dis-solves during the bacterial leaching of complex sulfides. Compared with the pure cultures of original and adapted strains, the adapted strains of Acidithiobacillus ferrooxidans and Leptospirillum ferrooxidans in mixed cultures are more efficient in the oxidation of marmatite.     

Bioleaching of anilite by Acidithiobacillus ferrooxidans

In order to characterize the efficiency of copper bioleaching from anilite using pure cultures of Acidithiobacillus ferrooxidans in the absence and presence of ferrous sulphate,the experiments were carried out in shake flasks with or without 4 g/L ferrous sulphate(FeSO_4·7H_2O)at pH 2.0,150 r/min and 35℃.The tests show that Acidithiobacillus ferrooxidans is unable to attack anilite in iron-free 9K medium.Anilite is rapidly oxidized by bacterial leaching when ferrous sulphate is added.Chemical oxidation o...     

Sulfur activation-related extracellular proteins of Acidithiobacillus ferrooxidans

The fractions of the extracellular proteins of Acidithiobacillus ferrooxidans grown on two different energy substrates, elemental sulfur and ferrous sulfate,were selectively prepared with hot water treatment and distinctly shown by two-dimensional gel electrophoresis.Some protein spots with apparently higher abundance in sulfur energy substrate than in ferrous sulfate energy substrate were identified by using MALDI-TOF/TOE Based on peptide mass fingerprints and bioinformatical analysis,the extracellular ...     

Bioleaching of chalcopyrite by UV-induced mutagenized Acidiphilium cryptum and Acidithiobacillus ferrooxidans

The original strains Acidithiobacillus ferrooxidans GF and Acidiphilium cryptum DX1-1 were isolated from the drainage of some caves riched in chalcopyrite in Dexing Mine in Jiangxi Province of China.The optimum temperature and pH for growth were 30℃and 3.5 for Ac.cryptum DX1-1,and 30℃and 2.0 for At.ferrooxidans GF,respectively.For Ac.cryptum DX1-1,the optimum UV radiating time was 60 s and the positive mutation rate was 22.5%.The growth curves show that Ac.cryptum after mutagenesis reached stationary phase ...     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌在黄铜矿表面的短期吸附实验研究(英文)

为了探明细菌在黄铜矿表面的吸附机制,采取短期吸附的实验方法,研究吸附时间、矿浆浓度、细菌浓度、pH值和离子强度等因素对吸附行为的影响。结果表明,细菌吸附量随初始细菌浓度和矿浆浓度的增加而增大。Acidithiobacillus ferrooxidans在黄铜矿表面的最佳吸附pH范围为1-3。离子强度的增大会抑制细菌吸附,这一现象可以通过双电层理论得到很好的解释。细菌与黄铜矿的吸附行为受疏水性和静电作用力共同影响。