本项目在国家自然科学基金（U1201233）资助下，围绕有色金属矿业废弃物酸化对 重金属释放的影响及其控制开展了系统的研究。首先，我们利用高通量测序技术，研究 了有色重金属尾矿酸化过程中微生物群落结构和功能的动态变化，并结合尾矿环境监测 数据、矿物学分析结果与室内酸化模拟实验成果，构建了尾矿酸化的生物地球化学模型 。研究显示，随着尾矿酸化，微生物优势类群会发生显著性变化，其中pH是影响尾矿微 生物群落组成的首要因子；在不同的酸化阶段，尾矿生态系统功能（如固氮和铁、硫氧 化还原等）由不同的微生物类群执行。其次，利用宏基因组和宏转录组技术，深入地研 究了重金属释放、迁移过程中，酸性矿山废水（AMD）中的微生物群落的作用，揭示了AM D微生物群落中的优势种和稀有种的生态角色、能量代谢潜能及其对环境胁迫的响应机制 。同时，比较极端生境与普通生境的微生物群落进化速率，发现极端环境中的微生物进 化速率更快，其潜在的分子机制可能是极端生境对微生物施加了较强的环境选择作用， 加快了基因突变速率和水平基因转移速率。通过大量相关文献的阅读，总结了AMD模式系 统中的微生物群落结构与功能、生物地球化学过程及其生态系统功能，阐述了AMD生境中 关键微生物类群与重要的生化过程，反映了AMD演化历程。然后，对重金属污染控制起重 要作用的超富集植物的抗性蛋白和抗性机理进行了探究，发现了众多新的抗性蛋白，进 一步阐述了超富集植物对环境胁迫的响应机制。此外，我们分析了矿物废弃物中的代表 性粘土矿物和氧化物矿物，揭示了它们的矿物学特征以及酸化过程中的其结构变化对介 质金属离子表面吸附性能的变化的机理。以上成果将有助于在矿业废弃地上构建人工植 物群落，修复废弃地的生态环境，为矿业废弃地的重金属污染控制和生态环境修复提供 全面的理论和技术支撑。

    在本项目实施的四年中，课题组取得了显著成绩，在相关领域国际主流杂志正式发 表SCI论文18篇，包括The ISME Journal、Ecology Letter等顶尖杂志，项目负责人束文 圣受邀为二个国际知名期刊（Trends in Microbiogy, Current Opinions in Biotechno logy）撰写AMD微生物生态的综述论文，并于2016年正式发表。培养博士生6人、硕士研 究生6人。通过本课题的实施，建立了一支具有创新能力的微生物生态研究团队。