L-賴氨酸對銅綠微囊藻Microcystis aeruginosa抑制作用的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、水體富營養(yǎng)化引發(fā)了藍(lán)藻大面積爆發(fā)性繁殖,嚴(yán)重影響著水域生態(tài)系統(tǒng),威脅人類的健康生活,控制藍(lán)藻的生長是治理水體富營養(yǎng)化過程中亟待解決的問題。L-賴氨酸是微生物生長的必需氨基酸之一,對微囊藻具有顯著的抑制效果。本論文以水華藻銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)為研究對象,考察L-賴氨酸對M.aeruginosa的影響,并研究L-賴氨酸的作用機(jī)理。通過對M.aeruginosa NaRes975進(jìn)行全基因組測序,篩選參與

2、胞外多糖合成和第二信使環(huán)二鳥苷酸代謝的基因,進(jìn)行轉(zhuǎn)錄活性及蛋白表達(dá)研究,探索藻細(xì)胞應(yīng)答L-賴氨酸作用的分子調(diào)控機(jī)制。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
  (1)從細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理、代謝、分子調(diào)控多方面考察L-賴氨酸對M.aeruginosa的影響。研究結(jié)果表明,當(dāng)濃度≥5.0mg/L時(shí),L-賴氨酸對M.aeruginosa抑制效果顯著,但M.aeruginosa FACHB-905比M.aeruginosaNaRes975需要更長的處理

3、時(shí)間。在作用時(shí)間長于2天、濃度>0.5mg/L時(shí),L一賴氨酸能夠抑制蛋白質(zhì)和葉綠素a的積累,破壞細(xì)胞的光合作用系統(tǒng)。在3.0-8.0mg/L L-賴氨酸作用1天時(shí),O2-、MDA含量和SOD活性增加,表明L-賴氨酸可能會誘導(dǎo)藍(lán)藻細(xì)胞發(fā)生嚴(yán)重的氧化應(yīng)激反應(yīng)。此外,L-賴氨酸可促進(jìn)M.aeruginosa NaRes975多糖的合成。同時(shí),3.0mg/L L一賴氨酸處理3天后,多糖合成酶基因的轉(zhuǎn)錄活性上調(diào)。這些結(jié)果表明微囊藻細(xì)胞啟用不同機(jī)制

4、抵抗L-賴氨酸帶來的損傷。當(dāng)L-賴氨酸的濃度高于3mg/L、作用3天后,M.aeruginosa細(xì)胞形態(tài)被嚴(yán)重破壞。此外,L-賴氨酸對不同藻種作用效果表明,L-賴氨酸對銅綠微囊藻和魚腥藻具有較好的抑制效果,藻株不同抑制效果不同。用L-賴氨酸處理產(chǎn)藻毒素藻株M.aeruginosa FACHB-905,當(dāng)L一賴氨酸濃度為3.0mg/L時(shí)既能抑制藻細(xì)胞生長又能降低胞外藻毒素的生成。
  (2)M.aeruginosa NaRes975

5、全基因組的測序?;蚪M測序采用二代測序Illumina平臺完成,測序結(jié)果已上傳至GenBank,檢索號為MOLN00000000。測序結(jié)果表明,M.aeruginosa FACHB-905基因組大小為5,117,533bp,G+C含量為42.4%,可預(yù)測到的編碼基因個(gè)數(shù)為5,152。
  (3)多糖合成酶基因和環(huán)二鳥苷酸(c-di-GMP)代謝酶基因的克隆及異源表達(dá)。本文通過PCR擴(kuò)增技術(shù)分別對多糖合成酶基因及環(huán)二鳥苷酸代謝酶基因

6、進(jìn)行克隆,以pET-32a(+)為載體成功構(gòu)建了重組質(zhì)粒,并在Escherichia coli BL21(DE3)和Rosetta gamiTM2(DE3)plysS中進(jìn)行異源表達(dá)。SDS-PAGE結(jié)果顯示,多糖合成酶基因在不同的IPTG濃度和培養(yǎng)溫度下未成功誘導(dǎo)表達(dá)目的蛋白。c-di-GMP代謝酶基因在大腸桿菌中表達(dá)經(jīng)過IPTG濃度、溫度和誘導(dǎo)時(shí)間的優(yōu)化,所表達(dá)出的蛋白仍然是以包涵體的形式存在于細(xì)胞破碎沉淀中。
  綜上所述,本

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