嗜冷微生物對Cu2+脅迫的應答及其代謝組學研究.pdf

1、在重金屬污染環(huán)境中,微生物細胞內(nèi)必定會發(fā)生一系列生理生化及代謝變化,以達到對重金屬或積累或解毒,以適應重金屬環(huán)境。本課題以南極低溫菌株為實驗對象,分析了重金屬(Cu2+)脅迫下的抗氧化特性及代謝物的變化,以期為重金屬環(huán)境的治理提供理論基礎(chǔ)。
　　(1)通過原子吸收光譜對單位質(zhì)量菌體中銅元素含量的測定,從160株南極微生物中初步篩選出了對重金屬抗性較好的低溫5號菌,隨后對其進行了16S rDNA分子鑒定及其生理生化鑒定,結(jié)合菌落形態(tài)

2、、生理生化特征和16S rDNA分析,將5號菌歸于動性球菌屬,并命名為Planococcus sp. O5。
　　(2)除了Cu2+以外,菌株O5對其它重金屬也有很好的抗性,抗性高低依次為Pb2+>Cu2+>Cd2+>Hg2+>Zn2+,MIC(最小抑制濃度)分別是1.0 mmol/L、0.8 mmol/L、0.7 mmol/L、0.6 mmol/L、0.5 mmol/L。
　　(3)經(jīng) CuSO4誘導后,菌體細胞內(nèi)產(chǎn)生了一

3、系列生理生化變化。電導率和MDA含量的迅速增加,說明重金屬脅迫使氧自由基迅速增多,菌體細胞膜遭到破壞?？寡趸到y(tǒng)測定結(jié)果表明,金屬 Cu2+誘導后,SOD、POD、GR和CAT等抗氧化酶系統(tǒng)的活性升高,且類胡蘿卜素和GSH等抗氧化劑含量增加,清除了細胞中產(chǎn)生的大量活性氧自由基。同工酶譜分析表明,Cu2+誘導產(chǎn)生了新的同工酶,可能在自由基清除方面起重要作用。
　　(4)利用比較代謝組學手段,分析了Cu2+誘導前后菌體中對數(shù)期和穩(wěn)定期

4、階段代謝物的變化。首先找到了OPLS-DA模式識別適合于本研究數(shù)據(jù)分析。利用OPLS-DA模式識別和T-test檢驗,發(fā)現(xiàn)了對數(shù)期Cu2+誘導前后有46種差異代謝物,穩(wěn)定期 Cu2+誘導前后有50種差異代謝物,其中4種物質(zhì)為Cu2+誘導前后兩個生長階段共有的差異化合物,分別是磷酸、甘氨酸、賴氨酸和一種未知物,可能是6-氯-2,4-二苯基喹啉(6-Chloro-2,4-diphenylquinoline)。推測O5菌的抗金屬機制主要是通過