雙組分系統在普通脫硫弧菌金屬腐蝕中的調控機制

《雙組分系統在普通脫硫弧菌金屬腐蝕中的調控機制》是依託天津大學，由陳磊擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：雙組分系統在普通脫硫弧菌金屬腐蝕中的調控機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳磊
• 依託單位：天津大學

項目摘要

厭氧菌硫酸鹽還原菌（SRB）是導致金屬腐蝕的主要微生物種群之一。對SBR形成生物膜並造成金屬腐蝕的分子機制目前還很不清楚，限制了抗微生物腐蝕製劑的開發和套用。本申請計畫使用SRB模式菌普通脫硫弧菌（Desulfovibrio vulgaris）為研究對象，研究細菌中廣泛存在的信號轉導系統-雙組分調控系統（TCSs）對微生物金屬腐蝕過程的調控機制，進而發現開發新的抗腐蝕製劑的基因目標。研究基於以下兩個科學假設：（一）TCSs 參與調控脫硫細菌生物膜生長及所引起的金屬腐蝕；（二）生物膜不同部位的細菌的基因表達存在異質性，不同部位的細菌對金屬腐蝕的作用有所不同。本研究將結合突變株分析，轉錄組學以及單細胞分析等多種方法，發現和鑑定在D. vulgaris中與生物膜形成及金屬腐蝕相關的TCSs及其下游相關基因，提高在遺傳學水平上對普通脫硫弧菌生物膜形成的分子機制的理解，為金屬腐蝕防護提供必需的理論基礎。

結題摘要

硫酸鹽還原菌是引起厭氧微生物金屬腐蝕的主要種群，普通脫硫弧菌（Desulfovibrio vulgaris Hildenborough）是硫酸鹽還原菌的一株模式菌株，在自然界中，通常以生物膜的狀態存在。為了探究生物膜的形成機理，進一步了解脫硫弧菌及其代謝物在金屬鐵腐蝕過程中的作用機理，本研究以普通脫硫弧菌作為研究對象，（1）利用液相色譜質譜聯用技術（LC-MS）和氣相色譜質譜聯用技術（GC-MS）對對數期和平台期的生物膜細胞、浮游細胞以及純培養細胞進行代謝組學測定分析，尋找生物膜變化過程中關鍵的代謝產物；（2）使用基於單細胞的RT-qPCR 技術，解析生物膜形成相關基因的異質性；（3）利用共生培養技術和單細胞RT-qPCR分析技術，對比分析D. vulgaris與巴氏甲烷八疊球菌（Methanosarcina barkeri）共生代謝和純培養硫酸鹽代謝的基因表達差異。研究首次建立了針對脫硫弧菌生物膜的代謝組學分析方法，並鑑定了一系列與生物膜金屬腐蝕相關的核心代謝物，發表SCI論文4篇, 申請專利1項。研究結果為生物膜形成機理的研究奠定了理論基礎，同時對於微生物金屬腐蝕防護的工作指明了新的方向。