积磷小月菌生物除磷的作用及其机理研究

论文摘要

聚磷菌（PAOs）在强化生物除磷（EBPR）系统中发挥着重要作用,积磷小月菌作为已发现聚磷菌的一种,具有超强的吸磷、释磷能力。以实验室分离纯化的积磷小月菌JN459为试验对象,开展了积磷小月菌除磷作用机理的研究。通过对积磷小月菌的环境耐受性进行研究,得到积磷小月菌对大多数抗生素的耐受浓度大于8μg/m L,对重金属的耐受浓度普遍保持在10-4 mol/L数量级,环境中石油烃体积浓度低于1%时不影响积磷小月菌生长,基因组测序完成后蛋白功能分析给出积磷小月菌体内有抗生素抗性基因和重金属抗性基因,所含抗性基因是其具有较高环境耐受性的内在原因。通过对积磷小月菌在厌氧、好氧条件下的聚磷能力研究发现,培养基中可溶性磷厌氧条件下浓度升高（约40mg/L）,好氧条件下浓度降低（约35mg/L）;菌体内Poly-P厌氧含量降低,好氧含量升高。在不同溶氧条件下,使用real-time PCR技术研究发现在厌氧、好氧交替变化的条件下基因MLP17420、MLP266100、MLP44770、MLP47700、MLP47360、MLP51060的表达量有明显变化趋势。使用western-blot试验方法发现在不同溶氧水平下MLP21700蛋白表达量基本相同,但随着好、厌氧交替培养时间增长出现三条带,因此推测厌氧能诱导出一种MLP21700的同源蛋白,MLP21700蛋白调控作用主要受磷酸化影响而不是表达量。通过质粒载体构建、蛋白表达纯化以及使用EMSA试验方法开展MLP21700蛋白与启动子的体外结合试验,发现MLP21700蛋白与启动子MLP00530、MLP26610、MLP44770、MLP47700、MLP47720、MLP51060有较强的结合能力。运用DNase I方法对积磷小月菌MLP21700蛋白与MLP0530、MLP44770基因的结合位点进行研究,结果表明与探针MLP0530结合位点基因序列为GATAGAGCCGAAAGACCCG,与探针MLP44770结合位点基因序列为GCCCGGGTCCAACGACCCG,基因序列对比发现有相似的结合位点,在此基础上对MLP21700蛋白与MLP26610、MLP47700、MLP47720、MLP51060基因的保守结合位点进行预测。MLP21700蛋白与基因MLP00530、MLP26610、MLP44770、MLP47700、MLP47720、MLP51060在体外有较强结合能力,并给出结合位点预测,为积磷小月菌菌体内MLP21700蛋白与上述基因的结合提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 水体富营养化及其防治
•     1.1.1 水体富营养化及危害
•     1.1.2 水体富营养化防治措施
•   1.2 污水生物除磷
•     1.2.1 生物除磷原理
•     1.2.2 聚磷菌作用机理
•   1.3 积磷小月菌
•     1.3.1 积磷小月菌概述
•     1.3.2 积磷小月菌的PHA代谢
•     1.3.3 积磷小月菌的糖代谢
•     1.3.4 积磷小月菌的磷代谢
•     1.3.5 积磷小月菌的MLP21700/21720双组份调控系统
•   1.4 课题研究目的和研究内容
•     1.4.1 研究目的
•     1.4.2 研究内容
• 第2章 积磷小月菌的环境耐受性研究
•   2.1 材料与试剂
•     2.1.1 菌株和培养基
•     2.1.2 试剂及其配制
•     2.1.3 实验仪器
•   2.2 积磷小月菌对抗生素的MICS研究
•   2.3 积磷小月菌对重金属的MICS研究
•   2.4 积磷小月菌对石油烃的MICS研究
•   2.5 本章小结
• 第3章 厌氧、好氧条件下积磷小月菌POLY-P代谢和基因表达水平研究
•   3.1 材料与试剂
•     3.1.1 引物与培养基
•     3.1.2 试剂及其配制
•   3.2 培养基上清和菌体中磷含量变化试验研究
•     3.2.1 厌氧、好氧条件下磷变化研究试验方法
•     3.2.2 厌氧、好氧条件下磷变化结果与分析
•   3.3 POLY-P代谢有关基因表达水平研究
•     3.3.1 RT-qPCR试验方法
•     3.3.2 Poly-P代谢有关基因表达水平结果与分析
•   3.4 MLP21700 蛋白表达研究
•     3.4.1 Western-blot试验方法
•     3.4.2 MLP21700 蛋白表达结果与分析
•   3.5 本章小结
• 第4章 MLP21700 蛋白与POLY-P代谢基因结合研究
•   4.1 材料与试剂
•     4.1.1 菌株与质粒
•     4.1.2 引物与培养基
•     4.1.3 主要试剂及配制
•   4.2 质粒载体构建及蛋白表达纯化
•     4.2.1 pET28a-21700 质粒载体构建及MLP21700 蛋白表达纯化试验方法
•     4.2.2 pET28a-21700 质粒载体构建及MLP21700 蛋白表达纯化结果
•   4.3 启动子制备及与蛋白结合情况研究
•     4.3.1 EMSA（凝胶迁移）试验
•     4.3.2 EMSA启动子与MLP21700 蛋白结合结果
•   4.4 DNASE I分析结合位点的试验研究
•     4.4.1 MLP21700 蛋白与MLP0530和MLP44770的DNase I足迹试验方法
•     4.4.2 DNase I结果与分析
•   4.5 本章小结
• 第5章 结论与建议
•   5.1 结论
•   5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘成

导师: 陈文兵

关键词: 强化生物除磷,聚磷菌,积磷小月菌,多聚磷酸盐,溶解氧

来源: 山东建筑大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 山东建筑大学

分类号: X703;X172

总页数: 75

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