28817.ppri基因增強(qiáng)枯草芽孢桿菌抗逆性的試驗(yàn)研究

1、分類號密級UDC編號碩士學(xué)位論文pprIpprI基因增強(qiáng)枯草芽孢桿菌抗基因增強(qiáng)枯草芽孢桿菌抗逆性的試驗(yàn)研究的試驗(yàn)研究研究生姓名：高加旺指導(dǎo)教師姓名、職稱：謝水波教授學(xué)科、專業(yè)名稱：市政工程研究方向：水處理理論與技術(shù)2010年5月I摘要奇球菌（Deinococcusradiodurans）是迄今為止地球上發(fā)現(xiàn)的輻射抗性最強(qiáng)的生物之一，同時(shí)其對過氧化氫、紫外線、干燥及一些DNA損傷試劑也有很強(qiáng)的抵抗性，一直倍受生物醫(yī)學(xué)界和環(huán)境工程界的關(guān)注和

2、重視。該細(xì)菌能夠在幾十個(gè)小時(shí)內(nèi)準(zhǔn)確無誤地修復(fù)幾百個(gè)雙鏈DNA碎片而不發(fā)生任何突變?，F(xiàn)有研究表明，奇球菌在極端環(huán)境（電離輻射、紫外線、干燥）下的生存是保護(hù)、耐受和修復(fù)三方面協(xié)同作用的結(jié)果，是獨(dú)特的新陳代謝轉(zhuǎn)換途徑和高效精確的DNA修復(fù)系統(tǒng)有效地協(xié)調(diào)了DNA的損傷修復(fù)。因此，研究其DNA修復(fù)及抗逆性相關(guān)的功能基因并闡明它們的生物學(xué)功能對進(jìn)一步探索奇球菌的極端抗性與DNA修復(fù)機(jī)制具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。作為同源重組修復(fù)途徑的重要修復(fù)基因

3、，奇球菌pprI基因在DNA修復(fù)中起十分重要的作用。pprI能夠顯著地促進(jìn)修復(fù)關(guān)鍵基因recA和pprA基因的表達(dá)，并且能夠提高奇球菌過氧化氫酶的活性。本實(shí)驗(yàn)主要圍繞這一損傷修復(fù)開關(guān)基因展開，通過生物信息學(xué)的方法對pprI進(jìn)行同源性搜索及比對，在NCBI基因組數(shù)據(jù)庫中沒有找到顯著同源的類似物，表明pprI可能是奇球菌所特有的基因。其中RecA修復(fù)酶及其同源物廣泛的存在于原核和真核生物中，在DNA損傷修復(fù)生物過程中發(fā)揮了十分重要的作用。利

4、用BLAST比對奇球菌和枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）的recA基因，發(fā)現(xiàn)其具有較大相似性。因此我們推測將pprI基因在枯草芽孢桿菌中表達(dá)能夠顯著增強(qiáng)其DNA損傷修復(fù)機(jī)制。為研究pprI基因在枯草芽孢桿菌中表達(dá)與細(xì)胞抗性之間的關(guān)系，通過PCR技術(shù)（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）復(fù)制擴(kuò)增pprI基因，并通過穿梭質(zhì)粒pRADZ3將pprI基因?qū)氪竽c桿菌中，在提取質(zhì)粒最終轉(zhuǎn)入枯草芽孢桿菌中穩(wěn)定表達(dá)，并對照空白株進(jìn)行了H2O2氧化壓力和紫

5、外線輻照下的存活率對比試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，導(dǎo)入pprI基因的枯草芽孢桿菌能顯著增強(qiáng)菌體抗非離子輻射和抗氧化能力，對胞內(nèi)RecA修復(fù)酶等起正調(diào)控作用的開關(guān)。在對強(qiáng)氧化劑H2O2的抗性方面，在指數(shù)生長期內(nèi)，B1比對照株B2的存活率要高約10%左右；而穩(wěn)定生長期，B1比B2的存活率要高約7%左右，且隨氧化劑濃度增加而增加，說明pprI基因在枯草芽孢桿菌中的穩(wěn)定表達(dá)能夠增強(qiáng)枯草芽孢桿菌細(xì)胞的抗氧化能力；在對紫外線輻射的抗性方面，枯草芽孢桿菌B1