第10期 孙德四等：胶质芽孢杆菌HJ07的UV与NTG诱变育种及其对铝土矿浸矿效果 ·1275· 合物的浸出液中具有良好的分散性能，其中石英的 作用后的矿物表面会富集一层很厚的A2O3膜，也 分散稳定性最好，而同样粒度的水铝石在该浸出液 可以认为“硅酸盐”细菌对铝土矿的脱硅作用主要 中会很快絮凝沉淀，且浸出液中Si和A1主要以水 受细菌对矿物机械破坏程度的影响及由其产生的胞 铝石和石英等矿物形态存在.因此，铝土矿被细菌 外聚合物的生物浮选所致 原矿样 UV-2 HJ07 5 um 5 um 5μm 0 0 Al 原矿样 UV-2 H.J07 0 Al Ca Fe C M Ca Mo KCa Fe CI K Fe CI 9 0 6 能量/keV 能量/keV 能量/keV 图6铝土矿原矿及被不同菌株作用后矿样的扫描电镜像及能谱 Fig.6 SEM images and EDS spectra of bauxite ore,bauxite samples before and after incubation by different strains 表5铝土矿原矿及被菌株HJ07与UV-2作用后矿样表面 显：在NTG-5浸出体系中，矿物颗粒表面同时被细 能谱分析结果（质量分数） 菌孢子聚集体与凝胶状胞外聚合物所覆盖，形成的 Table 5 Spectrum analysis results of the bauxite surface before and after incubation by HJ07 and UV-2 % 孢子聚集体直径增大且数量明显减少：而在UV-2 元素 Al Si Fe Ca K Mg O 浸出体系中，矿物颗粒表面覆盖了一层由胞外聚合 原矿 22.4815.243.122.162.752.3051.95 物形成的生物膜，已看不到明显的细菌孢子聚集体 HJ07浸渣30.059.671.082.100.751.2155.14 的存在.观察结果说明，出发菌株HJ07在紫外与 UV-2浸渣35.045.120.970.950.310.8756.74 NTG的诱变作用下，细菌代谢产生胞外聚合物的 能力明显增强，细菌的生理生化特性均发生了显著 2.6细菌-矿物相互作用过程中矿物表面微观形 变化，诱变菌株与矿物之间形成细菌-矿物复合体 态分析 速度加快且更加显著，这可能是导致诱变菌株的脱 浸矿12d后，分别从HJ07、UV-2和NTG 硅活性高且达到浸出终点更快的原因 5的浸出体系中取菌体和矿物浸渣的混合物并自然 风干，对自然风干后的样品进行电镜分析，结果见 3结论 图8.从细菌-矿物相互作用的扫描电镜图可以看 (1)紫外与NTG诱变HJ07的最佳照射时间及 出：浸出12d后，在出发菌株HJ07浸出体系中，矿 质量浓度分别为120s和600mgL-1,致死率分别 物颗粒表面主要被细菌所代谢产生的孢子聚集体所 达到89%和90%，正突变率分别为16.5%和18.7%. 覆盖，细菌所产生的凝胶状胞外聚合物不是十分明 通过对正突变菌株的初筛和复筛及遗传稳定第 10 期 孙德四等：胶质芽孢杆菌 HJ07 的 UV 与 NTG 诱变育种及其对铝土矿浸矿效果 1275 ·· 合物的浸出液中具有良好的分散性能，其中石英的 分散稳定性最好，而同样粒度的水铝石在该浸出液 中会很快絮凝沉淀，且浸出液中 Si 和 Al 主要以水 铝石和石英等矿物形态存在. 因此，铝土矿被细菌 作用后的矿物表面会富集一层很厚的 Al2O3 膜，也 可以认为 “硅酸盐” 细菌对铝土矿的脱硅作用主要 受细菌对矿物机械破坏程度的影响及由其产生的胞 外聚合物的生物浮选所致. 图 6 铝土矿原矿及被不同菌株作用后矿样的扫描电镜像及能谱 Fig.6 SEM images and EDS spectra of bauxite ore, bauxite samples before and after incubation by different strains 表 5 铝土矿原矿及被菌株 HJ07 与 UV-2 作用后矿样表面 能谱分析结果 (质量分数) Table 5 Spectrum analysis results of the bauxite surface before and after incubation by HJ07 and UV-2 % 元素 Al Si Fe Ca K Mg O 原矿 22.48 15.24 3.12 2.16 2.75 2.30 51.95 HJ07 浸渣 30.05 9.67 1.08 2.10 0.75 1.21 55.14 UV-2 浸渣 35.04 5.12 0.97 0.95 0.31 0.87 56.74 2.6 细菌 – 矿物相互作用过程中矿物表面微观形 态分析 浸矿 12 d 后，分别从 HJ07、UV-2 和 NTG- 5 的浸出体系中取菌体和矿物浸渣的混合物并自然 风干，对自然风干后的样品进行电镜分析，结果见 图 8. 从细菌 – 矿物相互作用的扫描电镜图可以看 出：浸出 12 d 后，在出发菌株 HJ07 浸出体系中，矿 物颗粒表面主要被细菌所代谢产生的孢子聚集体所 覆盖，细菌所产生的凝胶状胞外聚合物不是十分明 显；在 NTG-5 浸出体系中，矿物颗粒表面同时被细 菌孢子聚集体与凝胶状胞外聚合物所覆盖，形成的 孢子聚集体直径增大且数量明显减少；而在 UV-2 浸出体系中，矿物颗粒表面覆盖了一层由胞外聚合 物形成的生物膜，已看不到明显的细菌孢子聚集体 的存在. 观察结果说明，出发菌株 HJ07 在紫外与 NTG 的诱变作用下，细菌代谢产生胞外聚合物的 能力明显增强，细菌的生理生化特性均发生了显著 变化，诱变菌株与矿物之间形成细菌 – 矿物复合体 速度加快且更加显著，这可能是导致诱变菌株的脱 硅活性高且达到浸出终点更快的原因. 3 结论 (1) 紫外与 NTG 诱变 HJ07 的最佳照射时间及 质量浓度分别为 120 s 和 600 mg·L −1，致死率分别 达到 89% 和 90%，正突变率分别为 16.5% 和 18.7%. 通 过 对 正 突 变 菌 株 的 初 筛 和 复 筛 及 遗 传 稳 定