在各种不同的环境中,pH和硫酸盐依赖于微生物的硫氧化策略
Lauren E Twible1, Kelly Whaley-Martin1, Lin-Xing Chen2
1Department of Civil and Mineral Engineering, University of Toronto, Toronto, ON, Canada.
矿山尾矿堆积中的氧化硫细菌表现出明显的硫循环路径,受到pH的影响. 完整的索克斯占主导地位的细菌在较低的pH值时驱动酸性,而其他途径在中性pH值时占主导地位.
科学领域:
- 环境微生物学 环境微生物学
- 地质化学 地质化学
- 生物地质化学循环过程
背景情况:
- 氧化硫细菌 (SOB) 对于矿山尾矿堆积 (TI) 中的硫循环至关重要,这是硫度高的环境.
- 了解SOB在TI中使用的特定硫氧化通路 (sox,rdsr,S4I) 是有限的,尽管它们在全球普遍存在.
研究的目的:
- 调查SOB社区的组成,代谢能力,以及他们在加拿大矿山TI中硫循环中的作用.
- 确定物理化学,硫的特异化和pH如何影响SOB活动和相关的地化学结果.
主要方法:
- 在四年 (2016-2019) 期间,从加拿大四个普通金属矿的TI收集了水样.
- 分析了SOB社区的组成,元基因组代谢谱,水的物理化学,水中的硫度和物种化.
- 检查了9个SOB属的基因组,以确定主导的硫氧化途径.
主要成果:
- 确定了两个不同的,pH分区的SOB组:完全xox (csox) 主导的SOB在较低的pH值 (5-6.5) 和非xox主导的SOB在环中性pH值 (6.5-8.5).
- csox主导的SOB (例如,Halothiobacillus,Thiomonas) 导致酸性,并在较低的pH值下消耗盐 (S2O3^2-).
- 非csox 主导的SOB (例如,Thiobacillus,Sulfuriferula) 与较高的硫盐度和在环中性pH下有限的酸性产生有关. 根据特定的酶,S4I途径表现出pH独立和pH受限的活动.
结论:
- 矿山尾矿堆积SOB微生物群是不同的,具有高丰度的csox主导的SOB,可能是由于持续的硫输入.
- 硫盐的可用性是控制氧化硫的主要氧化路径和氧化硫水中的地化学结果的关键因素.
- 这些发现表明,通过操纵pH值和硫盐度,有可能对采矿影响的水域进行生物管理.
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