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矿物风化是地球表面广泛发生的地质现象,对地表矿质元素循环和环境等产生重要的影响。目前对于细菌风化矿物的研究主要集中在细菌资源发掘,矿物风化细菌的生态多样性与分布,石质文物保护以及使用矿物风化细菌进行土壤营养改良,细菌风化矿物机制等,但是有关细菌风化矿物的分子机制有待深入研究。本研究以黑云母为供试矿物,从酸模根际土壤、根与茎样品中分离筛选黑云母风化细菌,对细菌风化黑云母的效应、矿物风化细菌多样性进行了研究;对高效矿物风化细菌S71风化黑云母的影响因素、矿物风化生理机制等进行了分析;同时对谷氨酰胺影响菌株S71风化黑云母的分子机制进行研究。从酸模根际土壤、根与茎样品中分离纯化得到121株细菌,其中96.7%的细菌具有风化黑云母的能力;扩增核糖体DNA限制性分析(Amplified ribosomal DNArestriction analysis,ARDRA)表明,分离自酸模根际土壤、根与茎样品中的菌株分别有16、11、6个ARDRA类型。系统发育分析表明,酸模根际土壤、根和茎细菌分属于9,7,和4个菌属,其中菌株S71被鉴定为Enterobacter cloocae。菌株S71在风化黑云母过程中主要产生乙酸(乙酸浓度达1.0g/L)。另外,矿物风化细菌Myroides sp.TH-19的生理生化特征与遗传学分析表明,菌株TH-19与同属的Myroidesodoratimimus JCM 7460T,Myroides profundi D25T和Myroides marinus JS-08T的16SrDNA的同源性为98.7%-97.5%。菌株TH-19主要呼吸醌为MK-6,主要脂肪酸为C15:0iso,C17:0iso 3-OH与C13:0iso,DNA G+C含量为37.2 mol%,与3株模式菌Myroides odoratimimus JCM 7460T,Myroides profundi D25T和Myroides marinus JS-08T的DNA-DNA杂交同源性均小于70%。因此,菌株TH-19被鉴定为Myroides属一个新种,命名为Myroide xuanwuensis sp.nov.。本文主要研究了谷氨酰胺对菌株S71风化黑云母的影响及其分子机制。结果表明,谷氨酰胺能显著提高菌株S71发酵液pH与氨氮含量,抑制其产乙酸及对黑云母的风化作用。另外,谷氨酰胺同时也能抑制芽孢杆菌属、节杆菌属、伯克霍尔德氏菌属、克雷伯氏菌属等矿物风化细菌对黑云母的风化作用。通过氯甲酸乙酯衍生化方法,使用GC-MS对菌株S71胞内代谢物进行测定与分析,结果表明,添加谷氨酰胺处理菌株S71细胞内甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、苹果酸与琥拍酸等代谢产物含量显著高于未添加谷氨酰胺处理。添加谷氨酰胺后,细胞中乙酸合成受到抑制,3-磷酸甘油酸和丙酮酸转化为丙氨酸、缬氨酸和甘氨酸等氨基酸量增加;未添加谷氨酰胺时,细胞中的3-磷酸甘油酸和丙酮酸主要合成乙酸。分别构建了菌株S71的ackA、pta与poxB等乙酸合成基因突变株,并比较了突变株与其野生型菌株风化黑云母的能力、乙酸产量。结果表明,与野生型菌株S71相比,poxB和pta基因突变株风化黑云母能力无显著变化,而ackA基因突变株产乙酸以及风化黑云母能力均显著下降。