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《华中农业大学》 2006年
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一株耐镉恶臭假单胞菌的分离鉴定及其重要的镉抗性相关基因的克隆

胡南  
【摘要】: 从武汉钢铁厂污泥样本中分离到一株对重金属镉具有高耐受的细菌,通过形态学观察、大量的生理生化实验以及16Sr DNA序列的分析,将该细菌鉴定为恶臭假单胞菌,命名为Pseudomonas putida CD2。金属的最大耐受浓度(MTC)实验显示了菌株CD2对多种二价的重金属离子具有极高的耐受性。 利用转座子Tn5-B21对菌株CD2进行了随机插入突变,从12000个突变子中筛选获得12个镉离子敏感的突变株。使用inverse PCR方法克隆了突变株中Tn5-B21的侧翼序列。结果发现有六个基因与重金属镉的耐受有关,他们分别是cadA2、czcC1、czcB1、czcA1、colR和colS。其中czcC1、czcB1和czcA1组成了操纵子czcCBA1;colR和colS组成了操纵子colRS。 czcCBA1的缺失严重的影响了P.putida CD2对各种二价重金属离子的耐受能力,尤其是Cd~(2+)、Zn~(2+)和Co~(2+)。其翻译出的三个蛋白组成一个横跨细胞壁的蛋白复合体,形成一个不需要能量的阳离子-质子对流泵,直接将细胞内多余的重金属离子排出胞外。cadA2的缺失仅仅导致对Cd~(2+)、Zn~(2+)和Pb~(2+)的敏感,cadA2编码一个质膜P型ATPase,在水解ATP供能的情况下,改变蛋白构像形成离子通道,将金属离子送到胞质空间。czcCBA1和cadA2的同系物在其他的重金属抗性细菌中已见报道。 colRS是一个典型的组氨酸蛋白激酶信号转导系统,这个系统已被报道与细菌的根际定植能力、细菌的互作、以及内生转座子转座频率等生理反应相关。这里我们发现它控制着重金属的耐受,colRS的缺失导致了对二价重金属离子抗性的下降,特别是Mn~(2+),这个新的功能通过互补实验得到了验证。 利用Tn5-B21上带有的不含启动子的lacZ基因,可以通过测定β-galactosidase活性来研究这些抗性基因的金属诱导表达差异。Zn~(2+)能85倍的诱导czcC1的表达,Cu~(2+)对于czcC1也是一个好的诱导剂。cadA2能明显被Cd~(2+)、Zn~(2+)和pb~(2+)诱导。而colR的金属诱导表达不明显。 上述研究结果和结论,对研究细菌对重金属的耐受机制有非常重要的理论意义。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X172

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前5条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;铜绿假单胞菌中RND外排泵基因表达调节和功能研究[D];西北大学;2010年
2 田生科;超积累东南景天(Sedum alfredii Hance)对重金属(Zn/Cd/Pb)的解毒机制[D];浙江大学;2010年
3 王倩;铁矿石—微生物协同去除水中Cr(VI)的研究[D];浙江大学;2010年
4 曾凡荣;水稻铬毒害和耐性的生理与分子机理研究[D];浙江大学;2010年
5 孙雪菲;金属离子在好氧微生物颗粒上的界面作用[D];山东大学;2011年
6 赵翠珠;芦苇抗重金属基因的克隆和功能鉴定[D];山东大学;2011年
7 李青竹;改性麦糟吸附剂处理重金属废水的研究[D];中南大学;2011年
8 刘林;与神经退行性疾病相关的氧化还原活性金属络合物的研究[D];中南大学;2011年
9 申丽;基于基因芯片对浸矿微生物群落结构及功能的定量化研究[D];中南大学;2011年
10 王令;严重受污染河道水处理工艺的研究及重金属对其处理效果的影响[D];复旦大学;2011年
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1 陈怀海;土壤多环芳烃原位污染及其耐受细菌群落结构和降解特性的研究[D];浙江大学;2011年
2 边磊;微藻对氮磷营养盐的脱除利用与废水净化[D];浙江大学;2010年
3 江丽;重金属Cd污染对土壤微生物群落结构及大豆生理指标的影响研究[D];中南林业科技大学;2008年
4 张珍妮;人工湿地植物根际微生物遗传多样性分析与功能鉴定[D];中南林业科技大学;2010年
5 付瑾;镉抗性菌DX-T3-01的筛选鉴定与吸附镉机理及其降解苯酚特性研究[D];东华大学;2011年
6 王慧萍;耐锌细菌的筛选、抗锌特性及其对苯酚的降解研究[D];东华大学;2011年
7 刘辉;乙酰化介导合成树状大分子稳定化的纳米银颗粒及其性能表征[D];东华大学;2010年
8 胡楠;香烟引起的心力衰竭机制及金属硫蛋白对小鼠心肌的保护研究[D];河北农业大学;2011年
9 李伟;三聚氰胺对单细胞生物四膜虫影响的研究[D];山东师范大学;2011年
10 任明;金属硫蛋白对百草枯致小鼠急性肺损伤的保护效应及机制研究[D];吉林大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邱廷省,成先雄,郝志伟,罗仙平;含镉废水处理技术现状及发展[J];四川有色金属;2002年04期
2 黄德智,吴用;液态农药剂型的研究进展[J];安徽化工;2002年05期
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9 吴元华,朱春玉,杜春梅,王艳红,赵秀香;嘧肽霉素影响烟草花叶病毒RNA蓄积量的研究[J];病毒学报;2005年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 解修超;红树植物内生放线菌的分离鉴定和2株海洋链霉菌活性代谢产物的分离鉴定[D];华南热带农业大学;2007年
2 姬志勤;秦岭链霉菌次生代谢物中生物活性成分研究[D];西北农林科技大学;2007年
3 唐鸿志;恶臭假单胞菌代谢尼古丁分子生物学研究[D];山东大学;2008年
4 沈硕;活性海洋真菌的鉴定及其次级代谢产物的研究[D];福建农林大学;2009年
5 王帅;芽孢杆菌及其脂肽类化合物防治植物病害和促进植物生长的研究[D];南京农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 谢曙光;重金属对生物除磷影响的研究[D];西安理工大学;2000年
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3 邵彦坡;海洋放线菌B5菌株发酵液中抑菌活性成分研究[D];西北农林科技大学;2007年
4 樊蕊;腺病毒介导的URG11RNAi抑制肝癌细胞生长及机制研究[D];第四军医大学;2007年
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6 尹志刚;内生细菌EBS05代谢活性物质的分离纯化及抗烟草花叶病毒活性的初步研究[D];河南农业大学;2009年
7 李玮;一株海洋真菌的鉴定及其次级代谢产物的研究[D];福建农林大学;2009年
【二级引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【二级参考文献】
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 宋振丽;黄巧云;陈雯莉;;恶臭假单胞菌X4重金属抗性基因的定位及其在环境修复中的应用[A];“环境与健康”学术研讨会论文摘要集[C];2007年
5 黄茜;黄巧云;陈雯莉;;GFP标记的特异响应镉的耐重金属菌株的构建[A];第十次全国环境微生物学术研讨会论文摘要集[C];2007年
6 黄茜;黄巧云;陈雯莉;;GFP标记的特异响应镉的耐重金属菌株的构建[A];“环境与健康”学术研讨会论文摘要集[C];2007年
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8 闫桑田;罗明芳;邢新会;;面向生物催化的Pseudomonas putida BLU人工休眠细胞的发光特性[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2004年
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中国重要报纸全文数据库 前2条
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2 荣兴民;几种细菌与土壤粘粒矿物相互作用的热力学研究[D];华中农业大学;2008年
3 李茜茜;利用冰晶核蛋白构建细菌细胞表面展示体系及其应用研究[D];华中农业大学;2009年
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5 莫章桦;产双酶恶臭假单胞菌的选育与酶法制备D-pHPG[D];中南林业科技大学;2007年
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7 怀燕;水稻稻种相关细菌及其生防种衣剂的研究[D];浙江大学;2010年
8 尹艳娥;新一代水处理技术研究—臭氧—生物活性炭纤维[D];同济大学;2007年
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10 吉云秀;含ACC脱氨酶PGPR分离及提高植物抗逆性[D];大连海事大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 娄素;恶臭假单胞菌CD2中双组分系统ColR-ColS调控机制的初步研究[D];华中农业大学;2008年
3 王伟;恶臭假单胞菌表面展示细菌漆酶及对染料的脱色性能[D];华中农业大学;2010年
4 李文燕;聚羟基脂肪酸酯合酶的初步研究[D];辽宁大学;2012年
5 贾彩凤;丙酸杆菌代谢物做为食品防腐剂的研究[D];华东师范大学;2005年
6 张妍;磁场作用下恶臭假单胞菌降解高浓度苯酚的特性及其动力学研究[D];天津大学;2007年
7 樊盼盼;恶臭假单胞菌DLL-E4对硝基苯酚降解关键酶PnpA和PnpC特性的研究[D];南京农业大学;2012年
8 叶婷;假单胞菌表达载体的构建及金属硫蛋白的表面展示[D];华中农业大学;2008年
9 徐莉;生长细胞转化和静息细胞转化同时用作羟基化烟酸的研究[D];南京师范大学;2005年
10 吕彬峰;双水相体系生物转化D-对羟基苯甘氨酸的研究[D];浙江工业大学;2007年
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