Sulfobacillus sp.TPY在铜离子和汞离子胁迫下基因差异表达研究
微生物是地球上最大的生物资源宝库，嗜酸浸矿微生物作为其一个重要的组成部分，由于生长环境的特殊性，在长期的自然选择压力下，使得它们具有了独特的代谢途径和防御机制来适应这种对大多数生物来说都难以生存的极端环境（低pH和高浓度重金属离子）。因此浸矿微生物所特有的抵抗重金属离子的防御机制，成为了人们可开发利用的重要生物资源，从中分离和提取新颖的基因、蛋白质和其他的生物活性物质在基因工程、蛋白质工程、环境工程以及矿产资源的开发利用上均有很大的应用价值。
本文从太平洋热液区样品中分离纯化到一株中等嗜热嗜酸菌。对该菌的形态、生理生化特征以及16S rDNA序列进行研究，鉴定该菌为硫化芽胞杆菌（Sulfobacillus），命名为Sulfobacillus sp， TPY。TPY菌为短杆状，革兰氏阳性菌，大小为0.3～0.5×2.0～2.5um；最适生长温度为50℃左右，最适生长pH值1.8；该菌既能利用亚铁、单质硫自养生长，也能够利用酵母粉、葡萄糖、蛋白胨和甘油等有机物异养生长；以亚铁或单质硫为能源生长时，添加少量酵母提取物，细菌更易生长。此外，TPY也能氧化黄铜矿和黄铁矿。
菌株TPY具有较强的Cu2+和Hg2+抗性，它能够在50mM Cu2+或者是10-6mMHg2+的环境中较好的生长。因此我们采用RNA差异显示技术（DDRT-PCR），以0mM的Cu2+作为对照，研究TPY在50mM的Cu2+条件下基因表达的差异：同时以0mM的Hg2+作为对照，研究TPY在106mM的Hg2+条件下基因表达的差异。通过对随机引物PCR（random arbitrarily primed PCR，RAP-PCR）优化，差异基因筛选的阳性率得到了极大地提高。在不同浓度Cu2+条件下，我们筛选得到57个差异片段，选取了其中的32个差异片段进一步用Northern blot进行验证，其中有18个差异基因证实在转录水平上存在着表达差异。在不同浓度Hg2+条件下，我们筛选得到48个差异片段，选取了其中的23个差异片段进一步用Northern blot进行验证，其中有14个差异基因证实在转录水平上存在着表达差异。这些基因主要涉及细胞膜表面结构的改变、离子转运、抗氧化修复、转录调控以及生理代谢的适应性调整。这些基因比较全面的反映嗜酸硫化芽胞杆菌对高浓度重金属离子环境整体的适应性，将有助于阐明嗜酸浸矿微生物对高浓度重金属离子的适应性机制。
微生物冶金;浸矿微生物;重金属离子;嗜热嗜酸菌
中南大学
硕士
微生物学
周洪波;陈新华
2009
中文
TF18
62
2009-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）