微生物是地球上最早的生命,它广泛的分布于各种地质环境中,几乎参与了所有的地质化学过程,直接或间接地影响了地球化学环境,而其与矿物的相互作用是地球上广泛发生的一种地质作用。本论文通过对不同风化程度矿物样品表生细菌种群多样性的研究,为阐明从矿物到土壤过程中微生物群落变化及其与矿物风化之间的关系提供理论依据；通过研究细菌对黑云母矿物的分解效应,有助于加深对矿物风化作用的认识,丰富矿物分解细菌的物种和基因库,为生物肥料的进一步发展提供理论依据和菌种资源。本论文研究的样品采集自安徽省宿松县凉亭镇烽火山云母片岩山区,分别采集了两种风化程度不同的矿物样品及土壤样品。对样品进行了XRD分析和理化性质的测定,结果表明三种样品之间在风化程度上有着明显的差别,其理化性质也存在着明显的风化进程差别。对样品表生细菌群落结构进行了DGGE分析,结果表明三种样品的群落组成有明显差异,而随着样品风化程度的升高,各组样品中细菌群落多样性呈递增趋势,低风化矿物样品多样性最低,而高风化矿物样品和土壤样品较高。从样品中分离到了129株可培养细菌,对其进行矿物分解能力的测定,结果表明,从风化程度较高的矿物及土壤样品中分离得到的细菌中,具有分解矿物能力的细菌比例明显高于低风化矿物样品。利用基于细菌16S rDNA序列的系统发育方法研究不同风化程度样品中细菌的遗传和物种多样性。结果显示不同风化程度样品中矿物分解细菌群落结构均具有明显的多样性,其多样性指数为低风化样品<高风化样品<土壤样品,风化程度对多样性的影响显著。筛选到的矿物分解细菌分布于Actinobacteria, Firmicutes, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria五个菌群,Arthrobacte, Rhodococcus, Leifsonia, Bacillus, Paenibacillus, Ochrobactrum, Burkholderia, Ralstonia, Acinetobacter, Pantoea, Rhizobium, Mycobacterium, Staphylococcus13个菌属的40个不同的种,具有显著的物种多样性,其中Betaproteobacteria菌门的Burkholderia菌属为云母矿物分解细菌的优势种群。此外,Ochrobactrum(苍白杆菌属)和Microbaterium(微杆菌属)的矿物分解细菌为本文首次报道。选取三株细菌A41、B35、C1作为供试菌株进行了摇瓶条件溶解黑云母矿物的试验。试验结果表明,三株菌对矿物的分解能力与其产有机酸的能力呈正比关系,菌株B35产有机酸能力最强,其次是C1,而A41最弱,而通过对发酵液中元素溶出情况的测定发现,溶解矿物能力是菌株B35>C1>A41,说明菌株在代谢过程中产生的有机酸可以促进细菌对矿物的风化。
