The undesirable legacies of iron mining activities lead to unintended consequences in soil subsystem with altered geomorphic system influencing ecosystem processes. The textural and elemental composition of iron mine spoil with nutrient deficiency determines the characteristic soil microbial communities by providing habitat and nutrient resources. Extremities of iron mine overburden spoil allow the existence of specific group of microbial populations especially chemolithotrophs, which reduce Fe3+ to Fe2+ thereby influencing the biogeochemistry and mineralization of organic matter. In addition, microbes influence soil functioning due to their involvement in nutrient cycling, biotransformation, formation of stable microaggregates and structural stability. Being the initial colonizers, their presence and activity is crucial for subsequent colonization of other microbial groups in iron mine spoil over time. Therefore, emphasis has been given to isolate a chemolithotrophic bacterial strain and subsequently characterized and identified by 16S rDNA sequencing. The isolated bacterium was found to be gram-negative, obligatory and facultative chemolithotroph, which exhibited maximal growth in culture medium with pH 9 at 45oC. The bacterium was observed to be alkalophilic and moderately thermophilic exhibiting higher growth rate in heterotrophic condition as compared to chemolithotrophic culture condition. Molecular phylogenetic analysis based on 16S rDNA sequence homology of the isolated bacterium revealed its close resemblance with Methylobacterium organophilum DSM 18172T (99% sequence identity), which possess heavy metal resistance genes, regulators and metal binding proteins having the ability to survive even in such adverse environmental conditions

چکیده

میراث نامطلوب فعالیت های استخراج از معدن آهن با تغییر سیستم جئومورفیک موثر بر فرآیند های اکوسیستم منجر به عواقبی ناخواسته در زیرسیستم خاک شود. ترکیب بافت و عناصر ضایعات معدن آهن به همراه کمبود مواد مغذی، توسط ارائه زیستگاه و منابع مواد مغذی تعیین کننده مشخصه جوامع میکروبی خاک می باشد. شدت ضایعات معدن آهن اجازه وجود گروه های مشخص میکروبی، به خصوص کیمولیتوتروفیک ها را می دهد، که Fe3+ را به Fe2+ کاهش داده و در نتیجه بر روی بیوژئوشیمی و کانی گری مواد آلی تاثیر می گذارند. علاوه بر این، میکروب ها به دلیل دخالت آنها در چرخه مواد مغذی، زیست دگرگونی، تشکیل توده های ریز خاکدانه ای های پایدار و ثبات ساختاری، بر روی عملکرد خاک تاثیر می گذارند. وجود و فعالیت آنها، به دلیل این که نخستین استعمار گران هستند، برای استعمار دیگر گروه های میکروبی موجود در ضایعات معدن آهن به مرور زمان ضروری می باشد. بنابراین، بر روی جداسازی سویه باکتریایی کیمولیتوتروفیک تأکید شده و پس از آن توسط ترتیب دهی ژن 16S rDNA توصیف و شناخته شده است. باکتری جداشده کیمولیتوتروفی واجب، گوناگون، و گرم-منفی بوده که در محیط کشتی با PH 9 و 45oC حداکثر رشد را به نمایش گذاشته است. مشاهده شد که باکتری موردنظر آلکالوفیل و به طور متوسطی ترموفیل بوده و در حالت رشد هتروتروفیک* در مقایسه با حالت رشد کیمولیتوتروفیک* نرخ رشد بالاتری را نشان می دهد. تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک مولکولی بر اساس دنباله هم ساخت شناسی ژن 16S rDNA باکتری جدا شده، شباهت نزدیک آن با متیلوباکتریوم ارگانوهلیم DSM 18172T (نوعی باکتری، 99 درصد توالی هویت) را نشان داد، که دارای ژن های مقاوم در برابر فلزات سنگین، تنظیم کننده ها و پروتئین های فلزی بوده و دارای قابلیت بقا، حتی در چنین شرایط ناسازگاری می باشد.

1-مقدمه

فعالیت های استخراج از معدن شامل حفاری لایه سطحی و حب سازی از آن بر روی سطحی که معدن کاری نشده است می شود و در نتیجه توده ای متشکل از توالی های معدنی با سن ها مختلف که تحت عنوان روباره خطاب می شود تشکیل می شوند. استخراج از معدن آهن به صورت قالب-باز (حفره ای) اغلب با تغییرات نامطلوب در بافت خاک و ویژگی های ساختاری آن منجر به تخریب زمین می شود. ضایعات روباره تازه معدن آهن شامل چندین مواد معدنی مانند پیریت (FeS2)، کالکوپیریت (CuFeS2)، پیرهوتیت (FeS)، آرسنوپیریت (FeAsS)، گالن (PbS)، اسفالریت (ZnS)، پنتلانتیت (FeNiS)، و کبالتیت (CoS) بوده، که پوشش گیاهی رو پشتبانی نکرده و در نتیجه عواقب پس از استخراج از معدن تأثیری منفی بر روی فرآیند های اکوسیستم ایجاد می کند...