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成果名称: 铜绿假单胞菌降解多环芳烃的基因组学研究

成果登记号: 9612015J0056

第一完成单位: 西北大学

联 系 人: 马艳玲

成果类型: 基础理论

技术领域: 环境保护与资源综合利用

应用行业: 采矿业

成果简介:

   多环芳烃(PAHs)是一类广泛分布于环境中的含有两个以上苯环的有机污染物,具有毒性、生物蓄积性和致癌性,并能在环境中持久存在;尤其是高分子量的多环芳烃(HMW-PAHs),具有较强的疏水性,因此很难通过传统的物理化学方法进行彻底降解。利用微生物降解法消除污染环境中的PAHs化合物,是一种高效、环保、经济的方法。   本项目在获得一株能以萘、菲、荧蒽等多环芳烃为唯一碳源和能源生长的铜绿假单胞菌DN001且该菌株对荧蒽有较强的降解能力(在14天内对500mg/L初始浓度的荧蒽降解率为93.2%)的基础上,通过转座突变技术构建了含有18000多个克隆的随机转座突变体库,从全基因组水平系统筛选和定位了与荧蒽降解的相关基因,获得了16株不能以荧蒽为单一能源和碳源生长的转座突变体;通过随机PCR实验,定位了13个发生突变的基因;尤其是hisA、hisD1、leuC1、purD及AXYL_00207基因的转座突变体,基本生长与野生型相比没有明显变化,但是对荧蒽降解的中间产物水杨酸和龙胆酸的利用能力降低,暗示这些基因可能是与荧蒽降解直接相关的基因。目前还在通过重复实验进一步复筛,以期获得更多与高分子量多环芳烃降解相关的基因。   与此同时,本项目利用SDS-PAGE和2-DE方法检测了菌株DN001在荧蒽诱导下细胞全蛋白的表达变化,并对差异极其显著的蛋白点进行了质谱分析和鉴定,已确定了8个蛋白质点的氨基酸序列,其中诱导后新表达的蛋白有5个,诱导后表达量显著提高的蛋白有3个。利用鉴定出的蛋白同源序列设计简并引物,在该菌株中扩增出了2个蛋白的编码基因,序列比对结果显示,分别与PseudomonasaeruginosaPA7中的亮氨酸-异亮氨酸-缬氨酸-苏氨酸-丙氨酸结合蛋白2(LIVTA-BP2)和类铁蛋白结构域结合蛋白(ferritin-likedomain-containingprotein)的编码基因有94%和88%的同源性,进一步验证了该菌株中确实存在与荧蒽降解密切相关的同源基因,它们的编码蛋白在荧蒽降解过程中起着非常重要的作用,为进一步阐明该菌株的荧蒽降解代谢机理提供了研究基础。