1.2.2嗜酸菌的氧化机理自二十世纪六十年代以来，因为它们具有特殊的生物学功能，吸引了许多学者对 T.f和T.t的生理特性进行了研究许多研究表明，T.t利用单质硫的能力比T.f强，但T. I不能利用硫酸亚铁Wong和Henryk对氧化硫酸亚铁的机理进行了详细的研究，指出能 将亚铁氧化成三价铁，三价铁会与硫酸根离子发生反应产生铁矶沉淀，同时产生硫酸而 引起pH的下降：4FeSO4+ 02+2H2SO4 一 2Fe2(SO4)3+2H2O (1-1)6Fe3++4SO42+12H2O 〜2HFe3(SO4)2(OH)6+10H+ (1-2)Templellvl ［10^ULeathen1111等人研究发现氧化亚铁硫杆菌能将矿物中的硫化矿物氧 化为硫酸和硫酸盐Bryne f,2］等对T. f氧化硫化矿物的机制进行了详细的研究并提出了 一些常见矿物的主要反应机理，如黄铁矿和黄铜矿：2FeS2+ 702+2H20->2FeSO4+2H2 SO4 (1-3)4FeSO4+ 02+2H2SO4-2Fe2(SO4)3+2H20( 1 -4)[13]Cu FeS2+402-Cu S04+FeSO4(l-5)[,4]2Cu2S+02+2H2 S042CuS+2CuSO4+2H20( 1 -6)CuS+202-Cu S04(l-7)1.3. 微生物分子生态学研究的一般方法和原理微生物分子生态学是分子生态学的重要组成部分，是分子生物学、微生物生态学、 微生物生理学与遗传学相互结合而产生的一门边缘学科。
从目前的发展状况来看，当前 的主要研究领域有:采用分子生物学技术研究不同自然环境中微生物的种类组成和群落 结构以及它们的数量动态；环境因子对微牛物基因表达的影响：自然条件下微牛物之间 遗传物质的转移:微生物与高等生物相互作用的分子机制，包括共生关系的建立、病原 微生物的致病机制等因此，微生物分子生态学是利用现代分子生物学的基础理论与技 术，在分子水平上，研究微生物与其生态环境间相互关系的一门新兴学科1.3. 1. 一般研究方法1) 平板涂布分离2) 显微镜观察:普通光镜、相差显微镜、透射电镜、扫描电镜3) MPN法，即最大或然值计数法，是平板涂布分离法的一种，但由于广泛应用，被单 独作为微生物研究的一种技术4) 活菌计数法，常见的用哑咙橙染色，活菌死菌颜色不一样1.3.2分子研究方法1) 纯种分离,G+C测定、16S rDNA, ISR测序、比对2) 变性梯度凝胶电泳(DGGE),通用引物PCR扩增同样长度的基因，常为16S的一段(300 -400bp )，割胶纯化、克隆测序，比对变性梯度凝胶电泳((DGGE)技术以土壤微生物群体 的基因组DNA为研究对彖，通过比较不同土壤中各种微生物的16SrRNA基因信息來了解微 牛物的多样性。
3) FISII荧光原位杂交，设计不同荧光染料标记的特异探针，检测不同分类界元水平 的细菌，可在细胞水平或者核酸水平与目标菌种杂交，在表面荧光显微镜或者CLSM (共 聚焦激光扫描显微镜)下监测4) TRFLP,末端限制性长度多态性5) ARDREA・ RISA6) 流式细胞仪计数7) Real-time实时荧光定量PCR监测技术8) 克隆转化法：通用引物扩增从水样、土样中提取得总DNA,获得全长的16S rDM序 列，随机克隆入载体，转化到大肠杆菌，挑取阳性菌落，用不同的限制酶酶切检测不同 的克隆，测序、比对9) DNA芯片技术，主要用来研究微生物的功能基因组学1.4本论文的立论依据AMD的pH通常很低，严重的地方可达pH2.0，富含SO产离子和Fe3+离子，易浸出废 矿石中的有毒元素，如铅、碑、辂、铜等以及孰化物，对矿业生产、生态环境造成严重 危害，所以就AMD的研究越来越重要我国自1959年以来，对微生物处理污水的技术的 研究已取得了一定的成果，但重点放在污水菌种的保藏的研究方面，而口就整体情况而 言与国外相比要差的远，在污水处理微生物生物学方面的研究相对于前者明显滞后不 仅设备、工艺落后，更主要的是对微生物本身没有作进一步的研究，缺乏对菌种生物学 性状较为全面的认识，譬如菌种的生理、生化性状以及分类地位的了解，缺乏对菌种分 子水平上的认识及其在污水处理过程中菌种所参与的机理等的研究，因而也就不能很好 的指导生产实践。
从目前发表的一些较为零碎的文献及儿本专著看出，在酸性污水中细 菌的研究方面，生物领域的科技工作非常薄弱，主要是一些污水治理方面的专业人员在 从事相关研究冃前，我国对浸矿细菌的资源开发工作做的远远不够，根据国内外文献报道，用于 处理酸性污水的细菌有氧化硫硫杆菌(A Thiooxidans)和氧化亚铁硫杆菌罠Acidithiob acillus ferrooxidans);钩端螺菌(厶弘广0$刃乃„"/〃)、中等嗜高温菌，如文献报道的硫 化杆菌属｛Sulfobacillus),如热氧化硫化杆菌｛Sulfobacillus t hermosui do oxi dan)以 及一些未确定分类位置的细菌、嗜酸嗜高温古细菌等就细菌遗传多样性、系统学研究 工作来说，目前国内发表的文献主要集中在放线菌、根瘤菌、嗜盐碱的古菌方面，对硫 杆菌其他浸矿细菌的多样性及系统发育工作而言，国内尚见较为系统的报道因此，对 硫杆菌及其它浸矿细菌的多样性研究就很有必要1.4. 1硫杆菌(Thiobacillus)及其它嗜酸菌分子系统学研究目标及意义在地球表面广泛分布有元素硫及其金属化合物而形成的许多特殊环境，如硫铁矿、 地表及海底的含硫热泉等。
近年来，由于各国微生物学家对极端环境条件中的微生物资 源的研究开发成为一个热点，使得硫铁矿、含硫热泉等酸性条件中的微生物多样性的研 究取得了较快的进展，发现了许多牛理牛化性状特殊的细菌，其中有些归属于硫杆菌， 有些目前还未确定其系统位置分子生物学技术在含硫的酸性环境微生物系统学、生态 学研究中的广泛应用，不仅发现了许多常规技术不能发现的新细菌，也对这些细菌的分 类及系统学地位的确定提供了有力的手段，同时对一些已知细菌的分类及系统位置进行 了修订，使得传统意义上的硫杆菌分类更趋合理，尽量可以建立一个亚利士多德所谓的 接近于白然的分类体系对氧化亚铁硫杆菌系统学地位的确定不仅具有重要的理论意 义，对指导细菌浸矿等生产实践中优良菌株的选择也具有直接的应用价值我国地域广 阔，各种含硫的矿产资源及自然牛态环境非常多样化，蕴含着非常丰富的代谢硫的细菌 资源，而倍受国外微生物学家的关注，因此加大这些细菌资源的开发和研究力度，将为 这些细菌的生产应用实践奠定理论基础本课题研究的目标Z—就是大量开发我国不同 酸矿环境中的微牛物资源，尤其是一些硫氧化细菌及其这些细菌的分子系统学的研究1.4.2不同环境中嗜酸菌的遗传多样性研究及其意义由于 Acidithiobacillusfcrrooxidans, A. thiooxidans, A. caldus, Lcptospirill umferrooxidans这几种细菌能够氧化亚铁、还原性的金属硫化矿,目前被广泛应用于微 牛物湿法冶金、煤和天然气脱硫、酸性矿区的牛态恢复治理、污水处理等技术，使得这 些细菌成为微生物学家研究的热点之一。
但是由于硫矿的化学组成不同与含硫酸性环境 在地球上的生态分布与多样性极其复杂，使得这类细菌同一种不同菌株的生理生化性状 表现出显著的不同，形成了表型差异明显不同的菌株，同时造成这些细菌不同菌株的遗 传组成差异显著，即所谓的遗传多样性•利用分子生物学技术研究这些细菌的遗传差异， 不仅有助于筛选、鉴定出性状明显不同、在浸矿实践中针对不同化学组成的矿体表现高 效的菌株，反过来也可以从物种进化上阐明不同环境造成的选择压对细菌进化的作用以 及细菌对环境的适应性，进一步对表型差异悬殊、介于相似种Z间的菌株的系统学地位 重新进行研究修订，并乂有助于阐明自然界广泛分布的许多代谢硫、铁有关的细菌的起 源及进化关系目前，虽然微生物冶金基础研究被列为国家973重点基础发展计划，但 我国在浸矿细菌的生物学基础研究方面所作的工作几为空口，对这些细菌的多样性有待 进一步研究挖掘从世界各地大量采集分离纯化菌株，进一步阐明这些细菌的分子系统 学及进化关系，从遗传多样性的角度选择优良菌株，为应用于生产实践提供理论基础由于我国生态环境多样性非常丰富，存在各种各样的富含金属及硫化合物的生态 环境，因此有可能分离到生理及遗传差异明显的不同菌种，存在非常丰富的种以上水平 和种下水平的多样性。
但到冃前为止，国内对嗜酸细菌物种多样性和遗传多样性的研究 几乎为空白，基于此这两个细菌多样性的研究是本课题的主要目标之一1.5本论文研究内容本论文采用了铜陵矿区酸性污水，对其中的优势菌进行了分离，并且提取了它们的 DNA,对其进行了PCR,然后测出它们的序列，研究该。