地区：上海市 宝山区
关键词：中南大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004232
成果描述：
| 中国贫矿多、富矿少，微生物冶金对矿石品位要求低、反应温和、流程短且环境友好。该项目围绕低品位硫化矿矿产资源的清洁高效利用，在国家自然科学基金支持下，在生物冶金前沿领域开展了系统性基础研究工作。主要研究内容：中国典型硫化矿山酸性废水(AMD)微生物多样性：AMD环境中的极端嗜酸微生物既是AMD产生的主要原因，又是生物冶金菌种的主要来源，故开展AMD环境中微生物多样性的研究具有重要意义。发现点：项目率先系统研究了中国多个典型AMD的微生物多样性，共发现39种浸矿细菌和多种古菌，阐明了地球化学条件与微生物群落结构之间的关系，揭示了不同AMD环境下的优势微生物种群结构。科学价值：AMD的微生物成因的揭示有助于矿山环境保护，AMD微生物资源的探明为高效浸矿菌种选育提供了支撑。金属硫化矿浸出过程微生物协同浸出机制及界面作用机理：研究生物浸出过程中微生物群落演替规律，对优化菌种组合、把握浸出过程的动态信息、提高浸出率有重大意义。项目研究了各种硫化矿生物氧化过程的微生物多样性演替规律，研究了L-半胱氨酸等对微生物浸矿的影响，首次从质子吸附角度研究了各种浸矿微生物的表面性质。发现点：确定了各种特征性浸出条件下的优势浸矿微生物种类，获得了浸出过程反应的特征，揭示了各浸矿微生物间的协同浸矿机制，阐明了L-半胱氨酸对金属硫化矿生物浸出促进作用的机理，发现了浸矿微生物在已有报道的微生物中表面酸碱缓冲能力强的独特特性，揭示了底物、pH值及离子强度对浸矿微生物表面性质的影响规律。科学价值：进一步阐明了金属硫化矿生物浸出机理，形成了针对不同金属硫化矿的微生物协同浸出及分步浸出关键技术。浸矿模式微生物嗜酸氧化亚铁硫杆菌(At.f)细胞壁蛋白质组学研究：At.f菌是生物冶金领域的模式微生物，对At.f菌细胞壁蛋白的研究有助于了解浸矿微生物的界面作用机理，并为提高细菌浸出速率提供理论支撑。项目研究了At.f菌的细胞壁蛋白质组学。发现点：发现了分别与Fe<'2+>和S<'0>氧化、极端环境响应相关的蛋白，研究了这些蛋白在At.f菌与金属硫化矿界面作用中的生理功能；采用SELDI蛋白质芯片技术解决了小分子量蛋白差异难鉴定的难题；建立了At.f菌标准细胞壁蛋白组表达图谱，科学价值：为进一步从分子水平研究浸矿菌与硫化矿的界面作用提供了思路，为了解亚铁氧化和RISC呼吸途径奠定了基础。同行引用评价：研究成果SCI他引单篇最高27次，累计他引141次，并在第19届国际生物冶金大会(IBS)做报告两次，得到了同行认可。第20届IBS主席C.Demergasso等在文章中指出贺等针对生物冶金中微生物的研究有助于工业浸出堆的设计和操控；著名生物冶金专家H.Watling等在文章中指出贺等关于AMD群落的研究在该领域为数不多，表明研究工作在该领域属国际领先；V.Bonnefoy在专著中指出贺等的研究为了解亚铁氧化和RISC呼吸途径奠定了基础。 |
