不同风化效能类芽孢杆菌风化硅酸盐矿物生理机制研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

本课题的意义

微生物广泛分布于各种地质环境中，并影响地球化学环境和地球化学过程。矿物风化是指矿物的溶解与转化，通常伴随着结构元素的溶出。原生硅酸盐矿物与细菌的相互作用是地表及其附近发生的最重要的地球化学现象之一，是土壤形成的前提；对土壤中一系列生态过程会产生深远影响，如成岩、成矿、物质转化、物质循环，以及气候变化等方面起重要作用，并以酸解、碱解、络合等多种方式加速矿物风化过程，促进土壤演化，为植物提供磷、钾、硅等营养元素。微生物与矿物的相互作用是地球上广泛发生的一种地质作用，是当前地质微生物学研究的重要方向之一。

云母矿物是常见的硅酸盐矿物。黑云母是土壤中普遍所含的层状铝硅酸盐矿物，风化后释放的钾、镁等是植物生长所必需的营养元素。黑云母风化后形成的次生矿物是土壤中粘土矿物的重要来源。因此，在有关矿物风化（无论是化学风化还是生物风化）的研究中，黑云母常常被作为首选对象。硅酸盐矿物分解细菌能够分解硅酸盐矿物，通过产生有机酸、胞外多聚物、铁载体等方式来溶蚀矿物，进而释放出钾、硅等矿质元素。同时，微生物在风化原生矿物时，还能够促进新矿物的形成，甚至产生一定的环境效应。

2. 研究的基本内容和问题

1. 研究目标

研究不同风化效能类芽孢杆菌与含钾硅酸盐矿物（黑云母）相互作用规律，阐明不同风化效能芽孢杆菌强化矿物风化效能、速率及其生理机制。进而为深入理解含钾硅酸盐矿物与细菌相互作用及其机制提供理论依据，同时为高效矿物风化细菌的利用提供优质菌种资源。

2．研究内容

3. 研究的方法与方案

1．研究方法

（1）培养试验

采用摇瓶试验研究不同风化效能芽孢杆菌与含钾硅酸盐矿物（黑云母）相互作用效应，两种菌株（l202、g313）对黑云母中元素的溶解效应、溶解速率和化学动力学。

4. 研究创新点

本项目创新之处：

①本项目充分体现了微生物学、土壤学、生物地球化学、分子生物学等多学科相互渗透和交叉优势，是地学和生命科学等领域的知识有效融合的科学研究项目。

②研究思路和内容新颖

5. 研究计划与进展

1. 研究计划

2015.09-2015.11 查阅资料，整理实验思路，准备实验器材，撰写开题报告、文献综述；

2015.11-2015.12 完成菌株l202、g313对黑云母的风化效能的研究；