Образование и растворение серосодержащих минералов сульфатредуцирующими бактериями

• Автор: Карначук, Ольга Викторовна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 200 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИХ

БАКТЕРИЙ

1.1. Современные взгляды на сульфатредуцирующие микроорганизмы

1.2. Биогеохимические реакции цикла серы и углерода, осуществляемые СРБ

1.3. Осаждение карбонатов

1.4. Образование сульфидов металлов

1.4.1 Сульфиды железа

1.4.2 Образование сульфидов металлов отличных от

1.4.3 Биотехнологическое значение осаждения металлов

Глава 2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Краткая характеристика изученных экосистем
2.2. Методы отбора проб воды и осадков
и их гидрохимическая характеристика
2.3. Методы определения восстановленных форм серы
и кристаллических фаз осадков
2.4. Определение численности и исследование биоразнообразия микроорганизмов
2.5. Выделение, ПЦРамплификация
и секвенирование ДНК
2.6. Схема постановки экспериментов в присутствии
хрома, меди и нерастворимых соединений серы
Глава 3. ИНТЕНСИВНОСТЬ СУЛЬФАТРЕДУКЦИИ И ОБРАЗОВАНИЕ СУЛЬФИДОВ МЕТАЛЛОВ В ПРИБРЕЖНЫХ ОСАДКАХ МОРЕЙ
3.1. Скорость процесса сульфатредукции и
образование диагенетических сульфидов
3.2. Изотопный состав окисленных и восстановленных
форм серы
3.3. Геохимическое значение диссимиляторной
сульфатредукции в прибрежных мелководных осадках
Глава 4. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СРБ В ОТХОДАХ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ И СВЯЗАННЫХ С
НИМИ ЭКОСИСТЕМАХ
4.1. Интенсивность сульфатредукции и образование сульфидов
4.2. Изотопный состав окисленных и восстановленных соединений серы
4.4. Распространение и разнообразие сульфатредуцирующих
бактерий
4.3. Культивируемые СРБ
4.6. Роль СРБ в геохимических реакциях в отходах
добывающей и металлургической промышленности
Глава 5. УСТОЙЧИВОСТЬ К ИОНАМ МЕТАЛЛОВ И
ОБРАЗОВАНИЕ СУЛЬФИДОВ МЕТАЛЛОВ КУЛЬТУРАМИ СРБ
5.1. Выделение и изучение чистых культур СРБ устойчивых
к меди
5.2. Механизмы устойчивости к меди у СРБ
5.3. Кинетика роста и образование сульфидов меди
чистыми культурами СРБ
5.4. Образование 2 и осаждение VI чистыми
культурами СРБ
5.5. Геохимическое и биотехнологическое значение осаждения меди, хрома и других металлов СРБ
Глава 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕРАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ 5 СЕРЫ В КАЧЕСТВЕ АКЦЕПТОРА ЭЛЕКТРОНОВ
6.1. Восстановление нерастворимых соединений серы
чистыми культурами СРБ
6.2. Использование нерастворимых сульфатов природными популяциями
6.3. Геохимическое значение использования
нерастворимых соединений серы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Современные биохимические и молекулярные данные позволяют предположить эволюционно раннее происхождение фермента, возможно до расхождения доменов, его последующую диверсификацию в разные филогенетические ветви, а также влияние на эволюционную историю событий латерального переноса генов i . . vv . . Геохимические данные изотопного состава баритов и микрокристаллов пирита в месторождении Норс Пол в Австралии подтверждают раннее происхождение микробной сульфатредукции, датируя его 3. . i, . В последние два десятилетия существенно изменились наши представления о физиологии СРВ. Узкий круг органических соединений, традиционно рассматриваемый в качестве возможных доноров электрона для восстановления сульфата, расширился более чем до сотни органических субстратов, включая углеводороды, различные ароматические соединения и ксенобиотики обзор см. . Ряд возможных акцепторов электронов, отличных от сульфата, распространяется не только на различные соединения серы и нитрат, но включает многие металлы, кислород и хлорсодержащие ароматические соединения. Современные исследования в области экологии сульфатредукторов содержат многочисленные свидетельства их широкого распространения в окисленных условиях . i . . . i . Многие виды СРВ способны к окислению различных органических субстратов с использованием кислорода в качестве акцептора электронов i, и недавно была продемонстрирована возможность их участия в минерализации органических соединений за счет окисления кислородом в микробных матах . Микробное восстановление сульфата описано для окисленных условий , , . В результате, некоторые авторы предлагают рассматривать СРВ как микроаэрофилов . Хотя до сих пор не известно о существовании асидофильных СРП, микробная сульфатредукция была обнаружена в местообитаниях с низким обзор см. , . i, хорошо документировано ii . Пикута и др. Заварзин и др. Пушева и др. ii . Присутствие СРП и развитие процесса микробной сульфатредукции было показано как для условий высоких . . . I , . . v . . i . Vi . Применение современных молекулярных методов, основанных на определении последовательности функциональных генов, кодирующих ключевые ферменты метаболических путей, таких как, диссимиляторная бисульфитредуктаза, привело к пониманию того факта, что существующее в природе разнообразие СРП значительно превышает известное нам по культивируемым видам и последовательностям гена рРНК, определенным для природных образцов . . Несмотря на филогенетическую некогерентность СРП, их функциональная общность и специфичность конечного продукта восстановления сульфата, сероводорода, позволяют рассматривать эти микроорганизмы как единую функциональную группу при оценке их роли в биогеохимических реакциях. Микроорганизмы играют ключевую роль в окислительновосстановительных реакциях глобального цикла серы Гриненко, Иванов, . Исключительная роль СРБ в восстановительной части серного цикла связана с химической природой сульфата. Ион БС образующийся в результате диссоциации растворимых сульфатов содержит атом серы в наиболее окисленном состоянии со степенью окисления 6 и является химически инертным в условиях нормальных температуры и давления. В условиях природных температуры и давления СРП являются основным агентом, способным возвращать окисленную серу сульфата в круговорот, восстанавливая ее до наиболее восстановленной формы сероводорода, со степенью окисления 2. В то время как восстановленные соединения серы могут быть окислены как химическим, так и биологическим путем, диссимиляторная редукция сульфата основной путь его восстановления в условиях экосистем Земли. Восстановленные соединения серы могут образовываться на Земле также в результате геологических процессов вулканизма в условиях повышенной температуры и давления. Океан со стоком рек, куда Б попадает в результате процессов выветривания из земной коры.