《銅綠假單胞菌降解多環芳烴的基因組學研究》是依託西北大學，由馬艷玲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：銅綠假單胞菌降解多環芳烴的基因組學研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馬艷玲
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多環芳烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons，簡稱PAHs）是環境中普遍存在的一類難降解的危險性三致有機污染物。利用微生物降解PAHs是當前國內外環境污染治理的熱點，許多其他方法難以處理的PAHs均能被一種微生物或一個微生物群體全部或部分降解。本項目擬以降解PAHs的銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）DN001為研究對象，利用螢光素酶基因操縱子（luxCDABE）為報導基因建立一套以啟動子文庫為基礎的新型微生物基因組基因表達監測系統，在全基因組水平研究PAHs對基因組中所有基因表達的作用，並輔以蛋白質組學技術和生物信息學手段，在整體水平系統地了解細菌降解PAHs途徑的代謝酶和基因簇組成，探索PAHs的細菌降解機理，為菌株的基因工程改造和最佳化提供理論指導。同時為充分利用微生物代謝途徑多樣性解決環境污染問題提供理論基礎和資源儲備。
結題摘要
多環芳烴(PAHs)是一類廣泛分布於環境中的含有兩個以上苯環的有機污染物，具有毒性、生物蓄積性和致癌性，並能在環境中持久存在；尤其是高分子量的多環芳烴(HMW-PAHs) ，具有較強的疏水性，因此很難通過傳統的物理化學方法進行徹底降解。利用微生物降解法消除污染環境中的PAHs化合物，是一種高效、環保、經濟的方法。 本項目在獲得一株能以萘、菲、熒蒽等多環芳烴為唯一碳源和能源生長的銅綠假單胞菌DN001且該菌株對熒蒽有較強的降解能力（在14天內對500mg/L初始濃度的熒蒽降解率為93.2%）的基礎上，通過轉座突變技術構建了含有18000多個克隆的隨機轉座突變體庫，從全基因組水平系統篩選和定位了與熒蒽降解的相關基因，獲得了16株不能以熒蒽為單一能源和碳源生長的轉座突變體；通過隨機PCR實驗，定位了13個發生突變的基因；尤其是hisA、hisD1、leuC1、purD及AXYL_00207基因的轉座突變體，基本生長與野生型相比沒有明顯變化，但是對熒蒽降解的中間產物水楊酸和龍膽酸的利用能力降低，暗示這些基因可能是與熒蒽降解直接相關的基因。目前還在通過重複實驗進一步復篩，以期獲得更多與高分子量多環芳烴降解相關的基因。 與此同時，本項目利用SDS-PAGE和2-DE方法檢測了菌株DN001在熒蒽誘導下細胞全蛋白的表達變化，並對差異極其顯著的蛋白點進行了質譜分析和鑑定，已確定了8個蛋白質點的胺基酸序列，其中誘導後新表達的蛋白有5個，誘導後表達量顯著提高的蛋白有3個。利用鑑定出的蛋白同源序列設計簡併引物，在該菌株中擴增出了2個蛋白的編碼基因，序列比對結果顯示，分別與Pseudomonas aeruginosa PA7中的亮氨酸-異亮氨酸-纈氨酸-蘇氨酸-丙氨酸結合蛋白2（LIVTA-BP2）和類鐵蛋白結構域結合蛋白（ferritin-like domain-containing protein）的編碼基因有94%和88%的同源性，進一步驗證了該菌株中確實存在與熒蒽降解密切相關的同源基因，它們的編碼蛋白在熒蒽降解過程中起著非常重要的作用，為進一步闡明該菌株的熒蒽降解代謝機理提供了研究基礎。
