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环二鸟苷酸影响pseudomonasazotoformansf77抗生素抗性与矿物风化机制研究【字数:8526】

2024-11-03 09:39编辑: www.jxszl.com景先生毕设
环二鸟苷酸(cyclic diguanosine monophosphate, c-di-GMP)是近年来新发现的一种第二信使分子,它普遍的在细菌细胞内存在,已有的研究结果表明,c-di-GMP参与对细菌多种生物学功能的调控,包括细菌的毒力、细菌生物膜的形成、细菌运动性、胞外多糖的分泌、胞外酶的合成等。细菌细胞内的二鸟苷酸环化酶和磷酸二酯酶负责催化细胞内c-di-GMP的合成与降解。本试验研究了野生株Pseudomonas azotoformans F77与它的二鸟苷酸环化酶基因突变株F77ΔDGC1和F77ΔDGC2对黑云母的风化作用,同时也研究了野生株Pseudomonas azotoformans F77和突变株F77ΔDGC1对抗生素的抗性。结果表明,野生株F77对黑云母风化作用要明显高于突变株F77ΔDGC1和突变株F77ΔDGC2,与突变株F77ΔDGC2相比,突变株F77ΔDGC1对黑云母的风化作用与野生株F77之间的差异更为明显。在野生株F77与突变株F77ΔDGC1对抗生素的抗性对比试验中,突变株F77ΔDGC1对氯霉素和壮观霉素的抗性要明显高于野生株F77。总体来说,与野生株F77相比,二鸟苷酸环化酶基因突变株F77ΔDGC1对抗生素的抗性明显增强而对黑云母的风化作用有所减弱。
目录
摘要1
关键词1
Abstract2
Key words2
引言(或绪论)3
第一节 供试菌株风化黑云母发酵液的pH和OD6003
1材料与方法3
1.1材料 3
1.1.1供试菌株3
1.1.2供试矿物4
1.1.3培养基4
1.1.4试剂4
1.2方法 4
2结果与分析5
2.1发酵液的pH和细胞数量5
第二节 供试菌株对黑云母的风化作用7
1材料与方法7
1.1材料 7
1.1.1供试菌株7
1.1.2供试矿物7
1.1.3培养基7
1.1.4试剂7
1.2方法 8
1.2.1发酵液中Al含量的测定8
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2.2发酵液中Fe含量的测定8
1.2.3发酵液中矿物表面吸附细菌蛋白含量的测定9
2结果与分析9
2.1发酵液中的Al含量和Fe含量9
2.2发酵液中矿物表面吸附的细菌蛋白含量11
第三节 供试菌株对壮观霉素和氯霉素的抗性12
1材料与方法12
1.1材料 12
1.1.1供试菌株12
1.1.2试剂12
1.1.3培养基12
1.2方法 12
2结果与分析12
2.1供试菌株对壮观霉素和氯霉素的抗性12
3讨论 15
致谢16
参考文献17
环二鸟苷酸影响Pseudomonas azotoformans F77抗生素抗性与矿物风化机制研究
引言
环二鸟苷酸(cyclic diguanosine monophosphate, cdiGMP)是近年来新发现的一种第二信使分子,它普遍的在细菌细胞内存在[1]。在细菌细胞内发现多种cdiGMP的受体,cdiGMP在的细胞内的浓度变化可以通过这些受体被感知,然后通过相关的机制对下游特定基因的表达表现出促进作用或抑制作用。近年来的研究发现,环二鸟苷酸参加对细菌多种生物学功能的调控,包括细菌的毒力、细菌生物膜的形成、细菌运动性、胞外多糖的分泌、胞外酶的合成等多种生物学功能[2]。细菌多糖的合成以及生物膜的形成在其对矿物的风化作用中有重要的作用。细菌细胞内的二鸟苷酸环化酶(Diguanylate cyclases, DGCs)和磷酸二酯酶(Phospho diesterases, PDEs)负责催化细胞内环状二鸟苷酸的合成与降解[35]。二鸟苷酸环化酶活性位点位于GGDEF 结构域,负责催化cdiGMP的合成。EAL结构域和HDGYP结构域是磷酸二酯酶的活性位点,负责催化cdiGMP水解[67]。有研究表明,在细菌内GGDEF结构域和EAL结构域这两个结构域通常会偶联具有信号感应的结构域,通过偶联信号感应结构域的形式向细胞传递胞外信号,从而使细菌细胞产生相应的细胞生物学行为来适应外界环境[89]。
风化作用是指长期裸露在空气水等自然环境中的岩石、矿物等通过自身产生的物理、化学变化,从而导致自身结构瓦解形成较小颗粒物质的过程[10]。岩石可以通过风化作用的发生和影响而最终形成土壤。形成土壤的过程和风化作用是同时存在,风化作用是土壤形成的必要条件,土壤的演变过程就是矿质元素不断发生物理、化学变化的循环过程[1112]。风化作用对地球物质循环和气候变化有重要影响,物理风化、化学风化和生物风化是风化作用的不同形式,其中的生物风化作用包含了动植物和微生物与矿物之间相互作用,它是发生在地表上的最重要的地球化学现象之一[13],生物通过微生物和植物生长过程中生物物理与化学过程来实现其对岩石矿物的风化作用。生物风化不仅在地表地质演变过程中扮演着重要的角色,它还能通过影响地表水、土壤和农业等途径来影响人类的正常生命活动[1415]。同时在生物风化中微生物发挥了重要的作用,微生物在地球演化和成土过程中也有着重要作用,在地球表层几乎不存在没有经过微生物作用的物质。大量的研究结果表明,在有微生物参与下矿物溶解的速率与无菌情况下矿物的溶解速率差异明显,微生物可以使矿物快速溶解,从而使矿物风化速率显著提高[16]。
第一节 供试菌株风化黑云母发酵液的pH和OD600
材料与方法
1.1材料
1.1.1供试菌株
野生株Pseudomonas azotoformans F77、突变株F77ΔDGC1和突变株F77ΔDGC2。F77ΔDGC1和F77ΔDGC2是Pseudomonas azotoformans F77两种不同的二鸟苷酸环化酶基因突变株。
1.1.2供试矿物
黑云母(100200目):将粉碎后黑云母矿石用100200目的筛子过筛,用pH= 4.0的HCl溶液浸泡过夜,超声波(100 Hz)去离子水洗涤矿粉至水澄清,烘干备用。
1.1.3培养基
液体LB培养基:酵母粉2.5 g,NaCl 5 g,蛋白胨5 g,蒸馏水500 mL,121℃湿热灭菌25 分钟。
固体LB培养基:酵母粉2.5 g,NaCl 5 g,蛋白胨5 g,蒸馏水500 mL,琼脂粉 10 g,121℃湿热灭菌25分钟。
BHm培养基按下方表格比例配制完成后用0.5M NaOH将pH调至7.0,115℃灭菌30分钟。

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