錳氧化物在環(huán)境中廣泛存在,反應(yīng)活性強(qiáng),對有機(jī)物質(zhì)降解及污染元素的遷移轉(zhuǎn)化起著非常重要的作用。微生物強(qiáng)烈影響著錳氧化物的形成與轉(zhuǎn)化。目前有關(guān)錳氧化物生物形成的研究主要以海相錳礦物為對象,用于研究錳氧化物生物形成的微生物也多來自海相和湖相系統(tǒng),且陸相表生土壤中錳氧化物的形成比海相和湖相系統(tǒng)復(fù)雜得多；從微生物生長的熱量變化角度探討錳細(xì)菌氧化Mn（Ⅱ）功能的生物學(xué)意義的研究尚未報道。本研究綜合運(yùn)用微生物學(xué)、分子生物學(xué)、微量熱和同步輻射等的理論與技術(shù),從我國4種地帶性土壤和結(jié)核中篩選錳氧化細(xì)菌,探討了生物氧化錳的形成,并對生物形成的錳氧化物進(jìn)行了表征和分析；應(yīng)用基因突變和微量熱技術(shù)研究了錳氧化物生物形成過程中細(xì)菌生長及熱量釋放特點(diǎn),通過錳氧化菌催化形成生物氧化錳過程中的生長特點(diǎn)和能量利用效率的關(guān)系,探討了錳細(xì)菌具有氧化功能的生物學(xué)意義。主要結(jié)果如下：1.從我國4種地帶性土壤中分離到具有較高錳氧化活性的細(xì)菌共30株。其中棕壤分離得到20株、黃褐土和黃棕壤分別得到3和2株、紅壤分離得到5株。通過對錳氧化菌16SrDNA序列分析和比對可知,30個菌株屬于2個發(fā)育群,3個門,5個屬,11個物種,其中厚壁... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
前言
    1.1 土壤中的錳氧化物
        1.1.1 水羥錳礦
        1.1.2 水鈉錳礦
        1.1.3 布塞爾礦
        1.1.4 鈣錳礦
    1.2 生物氧化錳
        1.2.1 錳氧化微生物類型
        1.2.2 生物氧化錳礦物
        1.2.3 生物氧化錳形成的機(jī)制
        1.2.4 生物錳氧化物的環(huán)境行為
        1.2.5 我國土壤和鐵錳結(jié)核中微生物的分類特點(diǎn)
    1.3 錳氧化物生物形成的幾種研究方法
        1.3.1 等溫滴定微量熱技術(shù)
        1.3.2 化學(xué)誘變法
        1.3.3 X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜(XAFS)
    1.4 研究目的和意義
第二章 錳氧化細(xì)菌的篩選和鑒定
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 樣品的采集和前處理
        2.2.2 培養(yǎng)基
        2.2.3 錳氧化菌的復(fù)篩試驗
    2.3 生物氧化錳生成的影響因素
        2.3.1 pH值對生物氧化錳生成的影響
        2.3.2 不同培養(yǎng)基對生物氧化錳形成的影響
        2.3.3 錳氧化細(xì)菌鑒定
    2.4 結(jié)果與分析
        2.4.1 錳氧化細(xì)菌的初篩
        2.4.2 錳氧化細(xì)菌的復(fù)篩
        2.4.3 不同培養(yǎng)基對細(xì)菌錳氧化能力及培養(yǎng)體系pH的影響
        2.4.4 錳氧化菌種群分布
    2.5 討論
    2.6 小結(jié)
第三章 生物氧化錳產(chǎn)物表征
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 培養(yǎng)基
        3.2.2 錳氧化細(xì)菌
        3.2.3 錳氧化活性測定
        3.2.4 掃描電鏡觀察
        3.2.5 透射電鏡觀察
        3.2.6 粉晶X射線衍射分析
        3.2.7 光電子能譜分析
        3.2.8 X射線吸收光譜(XAS)
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 供試菌株及其培養(yǎng)物的電鏡觀察
        3.3.2 培養(yǎng)不同時間錳氧化物濃度
        3.3.3 透射電鏡分析
        3.3.4 粉晶X射線衍射
        3.3.5 光電子能譜分析
        3.3.6 Mn k-edge XANES分析
    3.4 小結(jié)
第四章 生物氧化錳形成過程中MN(Ⅱ)、MN(Ⅲ)和MN(Ⅳ)含量變化
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 培養(yǎng)基
        4.2.2 生物氧化錳制備
        4.2.3 X射線光電子能譜分析
        4.2.4 X射線吸收光譜實驗
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 生物氧化錳濃度
        4.3.2 光電子能譜分析
        4.3.3 x射線吸收光譜分析
    4.4 討論
第五章 土壤錳氧化細(xì)菌生長與代謝過程的微量熱研究
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 菌種制備
        5.2.2 培養(yǎng)基
        5.2.3 錳氧化菌mco基因的擴(kuò)增與序列分析
        5.2.4 生長曲線測定
        5.2.5 等溫微量熱測定
        5.2.6 在模擬微量熱測定條件下,測定細(xì)菌的錳氧化活性
        5.2.7 細(xì)菌計數(shù)
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 MB266菌株mco基因的擴(kuò)增與序列分析
        5.3.2 生長曲線和錳氧化活性
        5.3.3 供試菌株及其培養(yǎng)物的電鏡觀察
    5.4 討論
        5.4.1 細(xì)菌氧化Mn(Ⅱ)的影響
        5.4.2 錳氧化菌生長過程中對Mn(Ⅱ)氧化所釋放能量的利用計算
    5.5 小結(jié)
第六章 結(jié)論
論文創(chuàng)新點(diǎn)
博士期間撰寫與發(fā)表的文章
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3343184