發(fā)布時間：2020-05-30 16:59

【摘要】：為有效評估轉基因生物釋放到土壤環(huán)境中的生態(tài)安全性,需要全面了解土壤細菌發(fā)生自然轉化的可能性。本文以土壤典型細菌枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和常見的三種粘粒礦物(高嶺石、蒙脫石和針鐵礦)及不同比例的礦物-腐殖酸復合體為材料,同時引入B.subtilis重要的感受態(tài)調(diào)控信號分子CSF(competence and sporulation stimulating factor),探究了三種粘粒礦物及其與CSF的互作對B.subtilis自然轉化的影響,結合礦物表面固定態(tài)質粒的轉化能力和礦物對細菌代謝活性的影響結果,解釋礦物影響B(tài).subtilis自然轉化的可能內(nèi)在機制。并初步探究了不同比例的礦物-腐殖酸復合體及與CSF互作對B.subtilis的自然轉化效率的影響,分析腐殖酸對B.subtilis自然轉化的作用。獲得如下主要結果:1.制備了三種礦物表面吸附態(tài)質粒pHTG,與游離態(tài)質粒同時轉化B.subtilis細胞。發(fā)現(xiàn)吸附在三種礦物表面的質粒pHTG仍然具有轉化B.subtilis的能力,與游離態(tài)質粒相比轉化效率降低。固定在針鐵礦表面的質粒轉化效率下降得最多,而蒙脫石和高嶺石固定態(tài)質粒的轉化效率下降得較少,表明針鐵礦結合的質粒的轉化活性最低。2.研究了不類型和濃度的礦物對B.subtilis的自然轉化的影響,同時比較了CSF與三種不同礦物相互作用后B.subtilis的自然轉化情況。發(fā)現(xiàn)不同類型及濃度的礦物對B.subtilis的轉化有不同的影響,較低濃度礦物條件下細菌的轉化能力由高到低的順序是高嶺石針鐵礦蒙脫石,而高濃度條件下的順序是針鐵礦蒙脫石高嶺石。CSF與不同類型及濃度的礦物相互作用后對B.subtilis的自然轉化效率的影響也不同,是因為礦物可通過影響信號分子CSF的生物有效性進而影響B(tài).subtilis的轉化。本研究認為當?shù)V物濃度較低時,B.subtilis轉化受到礦物對質粒DNA吸附和感受態(tài)形成的影響,而在較高濃度礦物存在條件下,礦物對B.subtilis轉化的影響更多的是礦物與胞外信號分子互作對細菌感受態(tài)的影響,表明土壤顆粒與細菌感受態(tài)形成相關因子的互作是影響細菌自然轉化的重要因素。3.研究了三種礦物不同比例的礦物-腐殖酸復合體及其與CSF相互作用對B.subtilis自然轉化的影響,初步分析了腐殖酸對B.subtilis自然轉化的作用。發(fā)現(xiàn)與純礦物相比,三種礦物與腐殖酸結合后對B.subtilis自然轉化都有不同程度的促進作用,促進程度受到腐殖酸含量的影響。上述結果有助于我們了解土壤組分對B.subtilis自然轉化效率的影響,為評估工程菌在環(huán)境中應用的生態(tài)風險提供理論參考。
【圖文】：

的研究也表明自然轉化已不只是一種“實驗室”現(xiàn)象，在自然界中也廣泛存在著自然轉化現(xiàn)象（李美菊等，2003）。因此自然轉化很可能是土壤環(huán)境中胞外 DNA 發(fā)生水平轉移的最重要的方式。人們一直認為土壤中的自然轉化頻率非常低，通常低于檢測限（Thomas and Nielsen, 2005）。由于土壤中存在著大量的不可培養(yǎng)微生物，以及對土壤自然轉化研究的缺乏，同時也缺乏對轉化事件有效的檢測技術，這往往低估了土壤中細菌發(fā)生自然轉化的可能性。1997 年 Lurquin 發(fā)現(xiàn)雷電可以導致土壤中細胞外 DNA 的基因轉移。Overballe-Petersen（2013）研究發(fā)現(xiàn)受損傷的片段化 DNA分子可轉化不動桿菌。土壤中看似不利的條件也可能會促進細菌自然轉化的發(fā)生。為規(guī)避轉基因生物釋放的重組 DNA 在土壤中的生態(tài)風險，一般采用不能發(fā)生自身轉移的非接合質粒構建轉基因生物，但自然轉化的發(fā)生無疑使這種努力變得徒勞（李美菊等，2003）。

華中農(nóng)業(yè)大學 2018 屆碩士研究生學位論文mS 大量產(chǎn)生，從而促進感受態(tài)的形成（Prozorov, 2001）。隨著細胞的生濃度也隨之積累，高濃度的 CSF 對 RapC 的作用減弱，同時會調(diào)控產(chǎn)孢表達，，使菌群進入孢子形成階段（Molle et al., 2003）。CSF 具有物種特異程度上彌補 ComX 的菌株特異性不足，使不能通過 ComX 進行通訊的的以利用 CSF 進行通訊（Pottathil et al., 2008）。
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S154.3

【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

1 劉琳;譚小娟;賈愛群;;細菌群體感應與細菌生物被膜形成之間的關系[J];微生物學報;2012年03期

2 劉尊英;郭紅;朱素芹;曾名ng;;凡納濱對蝦優(yōu)勢腐敗菌鑒定及其群體感應現(xiàn)象[J];微生物學通報;2011年12期

3 王小娟;李美菊;陳向東;謝志雄;沈萍;;不同培養(yǎng)時期的大腸桿菌和枯草芽孢桿菌間發(fā)生的跨屬自然遺傳轉化[J];微生物學報;2007年06期

4 李美菊,陳向東,謝志雄,沈萍;通過DNA釋放及感受態(tài)建立進行的枯草桿菌細胞間自然轉化[J];武漢大學學報(理學版);2003年04期

相關碩士學位論文 前1條

1 刀國華;土壤粘粒礦物與信號分子CSF的互作及其對Bacillus subtilis自然轉化的影響[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2013年

本文編號：2688437