"景先生毕设|www.jxszl.com

有机磷农药对质粒介导的细菌耐药基因接合转移的影响【字数:9795】

2024-02-25 15:11编辑: www.jxszl.com景先生毕设
抗生素诱导菌体内产生抗性基因,经水平转移传播,出现多重抗性菌,存在潜在风险。当下广用有机磷农药,但农药对抗性基因转移的影响尚不明晰,因此本实验分别用三种农药处理供体菌HB101和受体菌JM108,对农药对大肠杆菌接合效率的影响进行初探。结果高浓度乐果和毒死蜱促进大肠杆菌接合,且乐果≈1.6毒死蜱。甲拌磷和低浓度乐果、毒死蜱抑制接合;浓度升高,抑制作用缓解;但甲拌磷的抑制作用几乎不受影响。本实验可为有机磷农药施用时风险评估提供参考。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 抗生素抗性基因 1
1.1 抗生素抗性基因及产生原因 1
1.2 我国耐药菌污染状况及危害 2
1.3 抗性基因产生抗性的机制及其影响因素 3
2 有机磷农药 3
2.1 我国有机磷农药使用现状 3
2.2 有机磷农药污染现状及危害 3
3 材料与方法 4
3.1 材料 4
3.2 方法 5
4 结果与分析 7
4.1 不同浓度农药对大肠杆菌接合效率的影响 7
4.2 不同浓度农药对受体菌JM108生长的变化率的影响 7
4.3 接合子确证结果 8
5 讨论 8
5.1 细菌接合实验方法及结果的讨论 8
5.2 实验不足与展望 9
致谢 10
参考文献 10
有机磷农药对质粒介导的细菌耐药基因接合转移的影响
引言
引言
长期滥用抗生素导致动物肠道中抗性菌株的产生,菌株体内编码的抗生素抗性基因是环境中抗性基因的重要来源。这些肠道中的耐药菌株通过动物粪便排出,通过雨水淋溶、地表径流和大气扩散进入河流、湖泊、海洋、沉积物、土壤、大气或地下水; 抗生素和抗性基因随着进入环境,初始含量很小,但一旦微生物获得抗性基因,它就可以通过基因水平转移进行传播。带有抗性基因的菌株若在全球范围内传播,将给生态系统平衡、人类健康、社会稳定及经济发展 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: @351916072
带来较大风险,故抗性基因的相关研究,已成为新型污染物研究的热点之一。
1 抗生素抗性基因
1.1 抗生素抗性基因及产生原因
抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)是指能决定细胞对某些抑制物或毒性物质具抗性表型的基因。[1]由于从环境中获取并积累ARGs,更多细菌具有抗性。针对ARGs的产生,有学者曾提出“渐变累积突变”的ARGs演变模型,而抗生素的滥用,对环境中微生物产生选择压力和胁迫,促使微生物出现耐药性,继而使耐药菌体内不断积累ARGs,获得多重耐药性,进一步突变成超级细菌。[2]
ARGs的产生是自然现象,产生该现象的原因主要有两方面:
其一,长期选择压力下,抗生素导致细菌胞内基因发生突变,获得ARGs,但细菌自发突变率较低,不稳定,因突变而产生抗性菌为次要原因。[3]
其二,抗性基因水平基因转移(Horizontal Gene Transfer, HGT)亦称侧向基因转移,是指在不同生物个体之间,或单个细胞内部细胞器之间进行的遗传物质的交流,是ARGs传播的主要途径,[4]HGT可利用细菌的可移动遗传元件如接合性质粒、转座子、整合子及基因组岛等在同种或不同种菌株间发生,加速ARGs的传播扩散。在基因工程中,一般将质粒构建为理想载体,并将抗性用作选择重组体的标记。
细菌间有三种主要的基因水平转移方式,包括为转化(Transformation)、转导(Transduction)和接合(Conjugation)。[5]
接合是指供体菌和受体菌的完整细胞通过直接接触而传递大段DNA遗传信息的交流过程。当细菌发生接合时,供体细胞通过细胞表面的性伞毛与受体细胞相连,同时供体菌的染色体DNA单链被转移到受体细胞并与受体菌的染色体DNA重组。接合转移是环境中最常见、最有效的基因水平转移方式,在细菌获得及进化抗性中起重要作用。[6]接合方式分为二亲接合和三亲接合,二者的区别在于接合转移过程的实现是否需要携带自我转移质粒及编码Tra蛋白基因的辅助菌参与。若供体菌携带有OriT基因和编码Tra蛋白的基因,则不需要辅助菌的参与,即为二亲接合,本实验即采用此法。
转化是指细菌从环境中直接摄取游离DNA,是某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型的细胞中的DNA,并相应改变自身基因型和表现型的现象。高浓度Ca2+会使细胞膜磷脂双分子层形成液晶结构,促使细胞外膜与内膜间隙中的部分核酸酶离开所在区域,从而在细胞膜表面形成孔洞,同时,细胞膜通透性改变,极易与外源DNA相粘附并在细胞表面形成抗脱氧核糖核酸酶的羟基磷酸钙复合物,益于外源基因或载体进入。[7]同时,转化的发生也需要供体菌裂解后游离出足够多的DNA片段,[8]环境中存在的大量DNA酶,可降解供体菌裂解后游离出的DNA,导致DNA片段量很低,因而很难满足在自然环境中发生转化所需的条件。
转导是通过噬菌体转移基因,即病毒攻击细菌细胞后,病毒携带的遗传物质如DNA,进入细菌细胞。转导必须用合适的载体如噬菌体进行,以将DNA片段转移到受体菌中。由于一般的噬菌体载体都有严格的种属特异性,故转导现象只发生在同种细菌之间。[9]
1.2 我国耐药菌污染状况及危害
国内学者已对地下水、地表水、污水处理厂废水和饮用水中ARGs的存在情况进行了研究。在我国的珠江、黄浦江、黄河、海河流域中都检测到ARGs。例如,Lin等人研究了长江入海口及沿海沉积物中的ARGs,发现该区域内普遍存在sul类、tet类、intI基因,其含量呈现出从河口到海岸的下降趋势;[10]Jiang等人,以黄浦江流域和流域内的饮用水源为研究对象,发现水源地ARGs的含量高于黄浦江流域的其他地区[11];Zhu等人,对辽宁、河北、天津、浙江、福建、广东、广西等18个河口沉积物的ARGs进行研究,各河口检测到的ARGs种类从85到158不等,平均118种;[12]江月等人,对长江下游某水库型水源进行调研,发现夏季水库中平均检测到118种ARGs,与我国其他地区相比,检出ARGs的种类数处于中等水平。[13]

原文链接:http://www.jxszl.com/swgc/smkx/563348.html