论文部分内容阅读
硫是重要的生源要素,在自然生态系统中以不同的价态存在,其中,以最低价S2-形式存在的化合物硫化氢(H2S)是重要的大气污染物之一,也是酸雨的主要成因。H2S的来源主要有2条途径,分别为由硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria,SRB)介导的硫还原途径以及动、植物尸体的分解作用。本文利用从太平洋海底约1.3~2.5km深的沉积物中分离获得的极端微生物菌株(40株)及其海源和陆源的近缘种(6株),研究了这些菌株在厌氧条件下产H2S的能力,探索了电子供体、温度、pH等环境因子对这些菌株产H2S能力的影响,为深入了解海底深部生物圈硫的生物地球化学循环提供新证据。 基于核糖体RNA基因的同源性分析,分析了40株海底深部环境微生物的系统进化规律,发现这些微生物可能起源于陆地,随地质变迁而沉积于海底。 采用厌氧瓶培养(30℃)、顶空气体的醋酸铅试纸检测方法,研究了海底深部环境微生物还原硫酸盐、亚硫酸盐和硫代硫酸盐产H2S的能力,发现:(1)不同菌株产H2S能力存在显著差异,且存在底物依赖性;(2)硫代硫酸盐较硫酸盐和亚硫酸更易被微生物利用,产生H2S; (3)根据底物利用性及产H2S能力,海底深部环境微生物可分为六类:Ⅰ.仅利用硫代硫酸盐产H2S; Ⅱ.利用亚硫酸盐和硫代硫酸盐产H2S;Ⅲ.利用硫酸盐和硫代硫酸盐产H2S;Ⅳ.利用硫酸盐、亚硫酸盐和硫代硫酸盐产H2S; Ⅴ.不可利用硫酸盐、亚硫酸盐和硫代硫酸盐产H2S;Ⅵ.仅利用硫酸盐产H2S。 针对上述六类产微生物,研究了pH、温度、电子供体等对其产H2S能力的影响。结果显示,这些菌株均能在以葡萄糖、乙酸和乳酸钠为电子供体、30-55℃、和pH4-8的培养条件下产H2S。 利用H2S特异性荧光探针,证明了产H2S微生物胞内确有H2S的分布。采用离子色谱检测手段,分析了产H2S微生物利用底物硫酸盐、亚硫酸盐或硫代硫酸盐的能力,发现厌氧条件下培养108h,硫酸盐还原效率为30-75%。 上述结果显示,海底深部环境存在丰富的产H2S微生物,它们在深部环境元素硫的生物地球化学循环中发挥重要作用。