海洋产脲酶细菌的筛选及诱导形成碳酸钙矿物的特征

作者：陈慧佳; 张慧卿; 冯莹; 魏士平^*

来源：现代地质, 2022, 36(01): 212-220.

DOI：10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.170

• 产脲酶细菌
• 生物矿化
• 碳酸钙沉淀
• 方解石
• 球霰石

产脲酶细菌普遍存在于自然界，其对碳酸钙的矿化作用被广泛用于工程地质和环境等各项工程领域；本研究旨在从北戴河新河河口海洋沉积物中分离产脲酶细菌，探讨其诱导形成碳酸钙的特征，为地质与工程领域的应用提供良好的材料。从海洋沉积物样品中共分离出33株细菌，经筛选，其中有10株细菌具有产脲酶活性，16S rRNA基因序列分析表明：其中有3株细菌属于苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.),而其他7株细菌属于赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus sp.)。对其中两株有代表性的菌株人苍白杆菌(O.anthropic)CP57和赖氨酸芽孢杆菌(L.fusiformis) CP66诱导形成碳酸钙沉淀进行了实验，X射线晶体衍射(XRD)分析表明：CP57菌株诱导形成的沉淀由方解石组成，而CP66菌株诱导形成的沉淀则包含了方解石和球霰石两种晶相；扫描电子显微镜(SEM)观察显示：CP57形成的沉淀呈不规则形，而CP66形成的沉淀包含了不规则形和球形两种形态；进一步用透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(SAED)对两种不同形态的碳酸钙沉淀进行了矿物相的分析，结果显示：不规则形碳酸钙沉淀为方解石，球形碳酸钙沉淀为球霰石；采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对细菌所形成的碳酸钙进行了表征，结果显示：CP57形成的沉淀分别在波数1 422 cm-1、875 cm-1和711 cm-1处出现明显吸收峰，和方解石的FTIR图谱特征吻合；而CP66除出现以上方解石的吸收峰外，还在1 081 cm-1和743 cm-1处出现明显对应球霰石的特征吸收峰。研究结果为进一步揭示不同细菌诱导碳酸钙形成不同的形貌和晶相奠定了基础。

• 单位
  中国地质大学（北京）