浸矿微生物群落基因组芯片的构建与评估及其在酸性环境中的应用

浸矿微生物群落基因组芯片的构建与评估及其在酸性环境中的应用采矿活动使金属硫化矿大量暴露于地表,经过自然与生物的氧化作用导致酸性矿坑水(AMD)的产生,并造成严重的环境污染。酸性矿坑水通常含有高浓度的金

浸矿微生物群落基因组芯片的构建与评估及其在酸性环境中的 应用 采矿活动使金属硫化矿大量暴露于地表,经过自然与生物的氧化作用导致酸 性矿坑水(AMD)的产生,并造成严重的环境污染。酸性矿坑水通常含有高浓度的金 属离子与硫酸盐,在AMD这样的极端环境中仍然生存着多种微生物。 这些微生物主要是细菌与古菌,它们的活动促进AMD的形成,同时这些微生 物对金属的生物浸出以及环境的生物治理也具有重要的意义。理解微生物群落的 结构,组成和环境适应性有助于阐述微生物与矿石以及AMD环境的生物与非生物 因素之间的内在联系。 AMD环境相比许多生态环境更加简单,这使得我们可以更加深入地研究微生 物群落结构和功能与地理化学变量之间的关系。生物浸出过程中,微生物群落组 成以及种群比例受矿石种类与浸出条件影响较大。 因此,研究酸性矿坑水中的微生物群落结构及其功能活动具有重要的意义。 本文利用基因芯片技术对微生物群落的多样性进行了研究。 构建并评估了适用于微生物群落结构解析的群落基因组芯片,优化了芯片杂 交检测的技术方法,探索了它们在AMD环境微生物群落分析上的应用。传统的微 生物群落结构研究方法是以培养性状为依据,此类方法可以提供微生物群落多样 性以及物种发育史等信息,但是其工作量巨大,对于群落多样性的描述与量化仍 有其局限性。 迅速发展的以核酸(基因)为基础的分子生物学技术使微生物群落研究有了 显著的进展。分子生物学技术的应用过程对目标基因的选择是非常重要 的,16SrRNA或rDNA是微生物多样性分析常用的基因,但它有识别能力的限制以