《Sphingomonads的界面行為與有機污染物降解的相關性及調控機制》是依託浙江大學，由黃益麗擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Sphingomonads的界面行為與有機污染物降解的相關性及調控機制
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：黃益麗
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Sphingomonads的界面行為(被膜形成和分泌表面活性物質)是高效降解有機污染物的主要策略，然而其分子生物學基礎和調控機制還未明確。本項目旨在以群體感應系統為出發點，研究Sphingomonads的界面行為和降解性能的調控機制。本項目將表征Sphingomonads界面行為對多環芳烴的降解特性的影響，探明其界面行為的分子生物學基礎，闡明群體感應系統的組成和調控功能，探討群體感應與界面行為、降解特性之間相關性和調控機制，建立三者間的基因調控網路。在此基礎上獲得對付複雜土壤有機污染問題的生物解決新思路。
結題摘要
本項目以Sphingomonads為主要研究對象，探討微生物的界面行為影響其降解有機污染物的特性及分子機制，重點關注被膜形成和群體感應。項目首先以自行設計的新穎特異性引物調查了Sphingomonads在各類環境界面中的多樣性以及分布特徵，發現菌群結構與生態位有明顯相關性。環境界面中Sphingomonas, Novosphingobium, 和Sphingobium 是主要的物種類型，並且在基因組挖掘中，也是修復多環芳烴-重金屬鉻複合污染的主要修復菌種來源。調查發現，Sphingomonads內許多菌株擁有複雜多樣的群體感應信號系統，多數菌株擁有多個群體感應信號分子合成酶基因，有些在染色體上，有些在質粒上。這個現象與根瘤菌科菌類似。研究發現質粒上的合成酶基因對環境的回響較染色體上的基因更敏感。本項目選擇了既能產生群體感應信號分子AHLs，又能降解多環芳烴，且只有一個AHLs合成酶基因的Novosphingobium pentaromaticivorans US6-1為主要研究對象，構建了群體感應缺失突變株和回補株，研究群體感應系統是否以及如何調控其修復性能，包括多環芳烴降解性能、銅耐受性能以及複合污染修復性能。發現US6中群體感應缺失導致細胞表面特徵改變，包括表面疏水作用，胞外多糖的產生，zeta電位，通透性等的改變，並進一步提高菌株的菲移除率。群體感應系統在增強US6的抗銅毒性和修復銅-菲複合污染方面也起到一定作用。應急基因rsh是決定US6產群體感應信號分子的關鍵基因，本項目研究發現rsh敲除導致US6不產生信號分子，同時影響了細胞的表面特徵如胞外多糖的產量等。Rsh通過增強細菌生存能力，間接提高污染物降解率，對鞘酯單胞菌的生物修復套用具有一定參考意義。總之，本項目研究表征了Sphingomonads的界面分布，群體感應系統的組成，對有機污染物和複合污染修復的特點和潛能，探討了群體感應與界面行為、降解特性之間相關性和調控機制，初步建立三者間的基因調控網路，在此基礎上希望為對付土壤有機污染複合污染問題的生物解決提供新思路。
