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酸性矿山废水中嗜酸菌生理性质及比较基因组学研究

葛梦洁  
【摘要】:酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)是由硫化物矿物长期暴露于地表,在水、大气和微生物共同作用下产生的,具有酸性强(pH 3.0左右)、金属含量高等特点。在酸性矿山废水的形成过程中,嗜酸菌发挥着重要的催化作用。因此,要理解酸性矿山废水的形成机制,就必须了解嗜酸菌的代谢机制和适应性能。本研究从安徽某铁矿酸性废水中分离纯化出了4株嗜酸菌,并分别对其进行了生理生化性质及重金属耐受性质测定,进而利用比较基因组学的方法解析了其代谢机制和抗逆性能。具体研究结果如下:(1)对分离纯化出的4株嗜酸菌进行16S rRNA基因测序和系统发育分析,初步命名为Acidocella sp.SW、Acidocella sp.BW2、Ralstonia sp.BP、Ralstonia sp.BW。(2)4株细菌都是常见的中温嗜酸菌,但生理生化性质有所不同。Acidocella sp.SW的最适生长pH为3.0,最适生长温度是35℃,可在0~3%的NaCl浓度下生长;Acidocella sp.BW2最适生长pH为3.0,最适生长温度是35℃,可在0~2%的NaCl浓度下生长;Ralstonia sp.BP最适生长pH为3.0,最适生长温度是35℃,可在0~5%的NaCl浓度下生长;Ralstonia sp.BW最适生长pH为4.5,最适生长温度是30℃,可在0~5%的NaCl浓度下生长。(3)4株细菌都能耐受多种重金属,但耐受程度有一定的差异。Acidocella sp.SW分别可以耐受20000 mg/L Zn~(2+)、1000 mg/L Cu~(2+)、500 mg/L Ni~(2+)、2500mg/L Cd~(2+)。Acidocella sp.BW2可以耐受16000 mg/L Zn~(2+)、70 mg/L Cu~(2+)、500mg/L Ni~(2+)、1000 mg/L Cd~(2+)。Ralstonia sp.BP分别可以耐受200 mg/L Zn~(2+)、40mg/L Cu~(2+)、20 mg/L Ni~(2+)、2500 mg/L Cd~(2+)。Ralstonia sp.BW分别可以耐受10000mg/L Zn~(2+)、1000 mg/L Cu~(2+)、200 mg/L Ni~(2+)、1000 mg/L Cd~(2+)。(4)Acidocella sp.SW基因组中含有尿素转运体(urtABCDE)、尿素酶亚基(ureABC)及部分尿素酶辅助蛋白(ureDEG)编码基因,表明其可以利用尿素水解产生的氨应对极端酸性环境。Acidocella sp.SW可以利用arsC基因编码的砷酸盐还原酶将砷酸盐还原为亚砷酸盐,然后通过亚砷酸盐转运体(ARC3)将亚砷酸盐泵出细胞外,从而降低砷酸盐毒性。Acidocella sp.SW还可以利用cusA基因编码的阳离子外排系统蛋白及czcA基因编码的Co-Zn-Cd抗性蛋白促进重金属的外排和转运。此外,Acidocella sp.SW基因组中含有核酸外切酶(uvrABC)、DNA错配修复蛋白(mutL、mutS)、伴侣蛋白(dnaK-dnaJ、clpB、htpG、cpbA、grpE)等编码基因,表明其可以利用这些修复机制消除极端环境带来的生物大分子损伤。(5)Ralstonia sp.BP含有Na~+-K~+转运体ATP酶(CATP-1)、K~+转运体(TRK1)、K~+通道蛋白(KCNKF)及H~+转运ATP酶(PMA1),表明其能够吸收和转运K~+,形成化学渗透屏障,从而阻止质子大量内流。Ralstonia sp.BP可以利用铜氧化酶(FET3_5)降低铜的毒性。此外,Ralstonia sp.BP含有czcAD基因编码的Co/Zn/Cd外排蛋白、arsB基因编码的砷外排转运体及ctr基因编码的铜转运体,表明其可以利用这些蛋白促进重金属的外排和转运。Ralstonia sp.BP由于缺乏nasA依赖型硝酸盐还原酶,且缺少三型分泌系统(typeⅢsecretion system,TTSS)和鞭毛合成酶,推断其不具有植物病原性。


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4 Yang Peiwen;Yang Qunhui;Ni Ming;Guo Yingcheng;Xiao Zhixin;Hu Zhiming;Li Jiarui;Yang Mingying;;Analysis of Meteorological Epidemic Factors and Soil Improvement Controlling Technology of Tobacco Bacterial Wilt( Ralstonia solanacarum )[J];Plant Diseases and Pests;2017年04期
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6 陈晶瑜;张磊;陈金春;陈国强;;Ralstonia eutropha PHB~-4重组菌合成PHA共聚物及性质测定(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2007年03期
7 ;Isolation, purification and identification of three peptaibols from Trichoderma koningii with antibiotic activity against Ralstonia solancearum[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);2004年04期
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10 ;Differential Space-Time Expression of StLTPb1 Gene Between Resistant and Susceptible Potato Genotypes in Response to Ralstonia solanacearum[J];Agricultural Sciences in China;2008年06期
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12 Zhang Zhigao;Hu Liwei;Feng Xiaohu;Mou Wenjun;Wang Libing;Zhang Rui;;Detection and Analysis of Number of Ralstonia solanacearum in Soil before Winter Tillage in Fuzhou Tobacco-growing Area, Jiangxi Province[J];Plant Diseases and Pests;2019年Z1期
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1 Inn-Shik Myung;Young-Ki Lee;Hongsik Shim;;High Concentration of Calcium in Hypotonic Solution is Suppressive to Bacterial Wilt of Tomato,and Calcium Reduces the Activity of Polygalactronase secreted by Ralstonia solanacearum[A];中国植物病理学会2011年学术年会论文集[C];2011年
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7 Dai Fan-Wei;Wang Zhen-Jiang;Luo Guo-Qing;Tang Cui-Ming;;Transcriptional analysis of different mulberry cultivars responsive to Ralstonia solanacearum[A];中国植物病理学会2015年学术年会论文集[C];2015年
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