The bacterial community structure during bioleaching of a low-grade nickel sulphide ore in stirred-tank reactors at different combinations of temperature and pH

The focus of this study is to characterize the bacterial community structure present during stirred-tank bioleaching of a low-grade nickel sulphide ore at different temperatures (5 to 45 °C) and pH levels (3 and 5). This is a continuation of previous work, which was designed to assess the technical feasibility of applying elevated-pH bioleaching to this same ore from Manitoba, Canada. A combination of classical microbiological and molecular biological techniques has been used to identify and enumerate the members of the bacterial consortia over the course of the five-week experiments. DGGE analysis revealed the presence of at least 16 distinct 16S rRNA gene sequences, 14 of which are closely related to existing GenBank sequences. Two sequences were detected that are not closely related to existing GenBank sequences and may possibly be from novel species. Thirteen sequences are related to gene sequences of genera that have previously been detected in bioleaching environments (Acidithiobacillus, Leptospirillum, Sulfobacillus, Acidiphilium, Ferrimicrobium, and Acidimicrobium). Members from the genus Acidithiobacillus were dominant at all temperatures except 45 °C, at which Sulfobacillus spp. were dominant. Many of the acidithiobacilli are most closely related to strains of Acidithiobacillus ferrooxidans, and different strains were dominant under different experimental conditions, indicating considerable phenotypic heterogeneity within the species.
Cet article porte essentiellement sur la caractérisation de la structure des communautés bactériennes présentes au cours de la biolixiviation en réacteurs agités d’un minerai de sulfure de nickel à faible teneur à différentes températures (de 5 à 45 °C) et à différents pH (3 et 5). Il s’agit de la suite de travaux antérieurs, dont le but était d’évaluer la faisabilité technique quant à l’utilisation de la biolixiviation à un pH élevé pour ce même minerai provenant du Manitoba (Canada). Une combinaison de techniques classiques microbiologiques et de biologie moléculaire a été utilisée pour identifier et recenser les membres des communautés bactériennes au cours des expériences menées pendant cinq semaines. Une analyse par électrophorèse en gel de gradient dénaturant (DGGE) a révélé la présence d’au moins 16 séquences distinctes de gènes d’ARNr 16S, dont 14 d’entre elles sont étroitement liées à des séquences existantes dans GenBank. Deux séquences détectées diffèrent grandement des séquences existantes dans GenBank et pourraient correspondre à de nouvelles espèces. Treize séquences sont liées à des séquences de gènes appartenant à des genres détectés antérieurement dans des milieux de biolixiviation (Acidithiobacillus, Leptospirillum, Sulfobacillus, Acidiphilium, Ferrimicrobium et Acidimicrobium). Les membres du genre Acidithiobacillus sont dominants à toutes les températures, sauf à 45 °C, température à laquelle ceux du genre Sulfobacillus spp. sont dominants. Bon nombre des acidithiobacilles sont les plus apparentés aux souches Acidithiobacillus ferrooxidans, et des souches différentes étaient dominantes sous différentes conditions expérimentales, ce qui indique une hétérogénéité phénotypique considérable au sein de l’espèce.