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低温菌重金属和抗生素抗性基因的克隆

季秀玲  
【摘要】: 从昆明冶炼厂废水中分离到多株对重金属具有一定抗性的低温菌株,对其中4株做了进一步鉴定,根据形态学和16S rDNA序列分析,它们分别为假单胞菌属(Pseudomonas)、香味菌属(Myroides)、金黄杆菌属(Chryseobacterium)和沙雷氏菌属(Serratia)各1株。尤其是其中的沙雷氏菌KMR3菌株对多种重金属(Z~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)和pb~(2+)及抗生素(氨苄青霉素、氯霉素、四环素和状观霉素)均具有显著的抗性。通过形态学和生理生化特征研究,表明该菌株为革兰氏阴性菌,产红色色素,且随培养温度及不同金属离子的存在情况会产生不同颜色的色素,能在4℃~37℃、pH4~10范围内生长,最适生长温度为28℃,最适生长pH为5.0。经过16S rDNA序列分析和同源性比对,与粘质沙雷氏菌(S.marcescens)有高达99.9%的同源性,结合形态学和生理生化指标,将其鉴定为粘质沙雷氏菌KMR3(S.marcescens KMR3)菌株,基因文库登录号为DQ629026。 通过构建粘质沙雷氏菌KMR3菌株的基因组DNA文库,成功克隆到与该菌铜和氯霉素抗性相关的基因。实验证明:克隆到的铜抗性基因所编码的蛋白为CutF家族中的一个蛋白,由194个氨基酸编码,与莫氏耶尔森氏菌(Yersinia mollaretii)ATCC43969抗铜脂蛋白NlpE同源性最高,达到70%,并分析了该基因的调控序列(启动子、终止子、SD序列及转录起始位点)。克隆到的氯霉素抗性基因所编码的蛋白为AraJ家族中的一个蛋白,由389个氨基酸编码,与变形斑沙雷氏菌(S.proteamaculans 568)药物抗性转运蛋白Bcr/CflA亚家族的同源性最高,达到85%,并对该基因的调控序列(启动子、终止子、SD序列及转录起始位点)进行了分析,经预测该蛋白定位于细胞质膜,具有10个跨膜区域。虽然分离到的粘质沙雷氏菌KMR3菌株具有广泛的抗生素抗性和重金属抗性,但我们目前所克隆到的铜抗性基因与氯霉素抗性基因并不耦联。这是国内关于粘质沙雷氏菌重金属和抗生素抗性基因克隆的首次报道。 对粘质沙雷氏菌KMR3重金属及氯霉素抗性基因的研究,将为低温环境重金属污染的生物修复及医院内防治沙雷氏菌的感染提供一定的理论依据。


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