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随着近年来沿湖地区工业化的大力发展,洞庭湖的生态状况越来越引起人们的关注和担忧。本文研究分析了洞庭湖周边氮肥厂附近底泥中微生物的种群和群落结构,结果表明两个不同地点的底泥样品中细菌群落组成较为接近,但种群数量具有一定差异。底泥微生物群落结构分析与元素组成结果相吻合,可将其作为表征环境样品状况的-项指标。同时一些特殊的微生物的生长代谢也能耦合环境中金属污染物的还原解毒过程,从而直接促发生态环境的物质交换和能量流动,进而实现生物修复,维持自然界生态平衡。本文针对隐藏嗜酸菌(Acidiphilium cryptum,以下简写为A.cryptum)可在酸性条件下还原高价金属离子这一特性,对本实验室前期分离得到的隐藏嗜酸菌Acidiphilium cryptum DX1-1和Acidiphilium cryptum XTS在不同培养条件下的异化铁还原作用进行研究。结果表明Acidiphilium cryptum XTS的生长能力以及铁还原效果较Acidiphilium cryptum DX1-1菌株更具优势。在多种有机底物作为碳源进行培养时,以葡萄糖作为唯一电子供体时的铁还原率达到最高,活性最强。在研究不同起始铁离子浓度的实验时,发现随着三价铁离子初始浓度的增高,累积的亚铁离子也呈现递增,但以0.5%的铁离子为起始浓度时的铁还原率最高。通过分别在好氧以及微厌氧条件下的对比培养,菌株A. cryptum XTS对三价铁离子还原的效果差别不大,好氧条件下的还原率略高。尽管异化铁还原是更加倾向于发生在厌氧状态下的铁呼吸作用,但有氧环境中仍然可以发生。在加入PHB合成抑制剂α-酮戊二酸进行培养时,显著提高了该菌对三价铁离子的还原率,培养7天后细菌对三价铁离子的还原率由不加α-酮戊二酸的42.75%提高到73.01%。其次,在分子生物学研究水平本文已完成Acidiphilium cryptum XTS菌株金属还原性相关的Ⅰ型细胞色素c (ApcA)蛋白的克隆与表达,同时对该编码基因上游一段预测到启动子活性的非编码区片段进行了克隆,再以报告基因检测技术对其启动区活性进行分析。结果表明该启动子具有明显启动区活性。