本项目首先构建了嗜酸氧化亚铁硫杆菌和隐藏嗜酸菌的共培养体系。在此共培养体系中,异养菌隐藏嗜酸菌对氧化亚铁硫杆菌的生长有明显的促进作用,同时该菌能利用氧化亚铁硫杆菌代谢产生的有机物生长。研究发现,在共培养体系中氧化亚铁硫杆菌对亚铁的利用效率明显提高,生长期延长,这主要与隐藏嗜酸菌能促进氧化亚铁硫杆菌铁代谢相关基因(如resC, cycA,iro, fdx、cyc1)和CO2固定相关基因(cbbR和cbbLS-2)的表达上调。通过有机物胁迫研究发现,异养菌的存在能明显提高iro,rus,cyc1等基因的表达量。同时,也能明显提高氧化亚铁硫杆菌对镁、铜、镍、铁等金属离子的耐受性。项目进一步利用基因芯片对细菌应对过酸压力下的基因表达与调控机制进行了研究,表明细菌应对过酸条件主要通过一些编码细胞膜、转运与结合蛋白、细胞处理、调节作用和编码能量代谢的基因表达上升来调节其自身反应。在过酸的压力下,细胞通过加强细胞膜结构、固氮酶固氮的消耗氢、碱性化合物通道蛋白来达到降低胞内外pH梯度的目的,而在微生物对有机物压力也积极应答,其耐受机制分为细胞膜水平和细胞质水平,两者相互作用并共同决定了细菌的耐受能力。
英文主题词Acidithiobacillus ferrooxidans;Acidiphilium acidophilum;co-culture; gene expression