《層間氧化帶砂岩型鈾礦床硫酸鹽還原菌分布特徵研究》是依託西北大學，由張珺擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：層間氧化帶砂岩型鈾礦床硫酸鹽還原菌分布特徵研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張珺
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
層間氧化帶砂岩型鈾礦是重要的核能資源之一，該類礦床的形成受環境中的生物和理化因素共同參與。微生物通過代謝能夠還原鈾使之沉澱成礦。目前分離到的鈾還原代謝微生物中，很多屬於硫酸鹽還原菌，顯示其可能是影響鈾沉澱成礦的重要微生物類群。目前層間氧化帶砂岩型鈾礦床中不同礦帶間的硫酸鹽還原菌分布特徵及其與鈾礦的分布關係還缺少深入的研究。本項目以十紅灘鈾礦床為研究對象，運用高通量DNA測序、螢光原位雜交、實時定量PCR技術等分子生態學方法，全面深入地揭示氧化帶砂岩型鈾礦床中不同礦帶的硫酸鹽還原菌分布特徵，並在此基礎上分析其與鈾礦分布的關係；揭示不同礦帶中對硫酸鹽還原菌菌群結構差異的主要貢獻類群，探討其與層間氧化帶中鈾沉澱成礦過程的關係；尋找出對層間氧化帶容礦層有指示意義的微生物種群。為豐富我國砂岩型鈾礦成礦理論以及利用微生物進行鈾礦勘探提供理論基礎。
結題摘要
層間氧化帶砂岩型鈾礦是重要的核能資源之一，該類礦床的形成受環境中的生物和理化因素共同參與，形成氧化帶、氧化還原過渡帶和還原帶三種礦帶。硫酸鹽還原菌（SRB）具有代謝沉澱鈾成礦的能力，可能是影響鈾沉澱成礦的重要微生物類群。 因此，本項目採集獲得了一批覆蓋了三種不同礦帶的鈾礦岩芯礦樣，礦樣理化性質檢測結果顯示不同礦樣的元素分布呈現明顯的分帶性。利用針對細菌的16S rRNA基因的變性梯度凝膠電泳（DGGE）菌群結構圖譜分析和高通量二代測序等微生物分子生態學技術，揭示了在砂岩型鈾礦床中同種礦帶的細菌菌群結構較為近似，不同礦帶間細菌菌群結構存在明顯的差異。還原帶礦樣中的細菌類群為厚壁菌門和變形菌門，並以厚壁菌門為主（豐度90%以上）。而過渡帶鈾礦樣品中則包括厚壁菌門，變形菌門，放線菌門和擬桿菌門四個細菌門類。其中以變形菌門細菌豐度最高（89.9%-91.9%），厚壁菌門變為非主要類群。氧化帶的礦樣同樣也包括厚壁菌門，變形菌門，放線菌門和擬桿菌門四個細菌門類。並且也以變形菌門（Proteobacteria）為主，豐度較過渡帶中略低（73.5-83.3%）。鈾礦成礦的過渡帶具有與其他礦帶明顯不同的菌群結構，其細菌類群以變形菌門的細菌為主，暗示其可能與鈾礦的成礦過程密切相關。 此外，通過對高通量二代測序結果的分析，揭示了SRB在三種礦帶中的分布。結果顯示，氧化帶和過渡帶礦樣中存在SRB，但其多樣性較低，僅有兩個OTU比對上Desulfovibrio sulfodismutans和Desulfosporosinus meridiei。此外，礦樣中還可能存在脫硫單胞菌科和脫硫桿菌科的未培養SRB。但是，以上所有比對上SRB的OTU在礦樣細菌類群中的豐度都非常低（小於0.1%），顯示SRB並不是鈾礦中的主要細菌類群，因此推測其對於鈾礦不同礦帶的成礦作用的貢獻可能很低。 本研究結果揭示了不同礦帶樣品中細菌以及其中SRB的分布特徵，及其與鈾礦分布之間的關係，討論了其對於鈾礦成礦可能存在的作用。並通過揭示成礦帶中豐度較高的細菌類群，為尋找在容礦層有指示意義的微生物種群提供了研究基礎。為豐富我國砂岩型鈾礦成礦理論以及利用微生物進行鈾礦勘查，開採和鈾污染治理提供科學依據。
