嗜酸氧化硫硫杆菌与嗜铁钩端螺旋菌的镍抗性及机理研究
嗜酸氧化硫硫杆菌（Acidithiobacillus thiooxidans以下简称At.thiooxidans）和嗜铁钩端螺旋菌（Leptospirillum ferriphilium以下简称L.ferriphilium）是微生物冶金中常见的两种浸矿菌，主要分布在pH低、重金属离子浓度高的环境中，因此形成了一系列重金属的抗性机制，对重金属等毒性离子具有一定的耐受能力。 本文研究At.thiooxidans A01和L.ferriphilium YSK这两株菌在纯培养和共培养条件下对镍离子耐受性的差异。分析镍离子胁迫下At.thiooxidansA01和L.ferriphilium YSK在纯培养和共培养条件下细菌的生长情况和与抗镍相关的功能基因表达的差异。 结果表明在纯培养条件下At.thiooxidans A01和L.ferriphilium YSK对镍的最高耐受浓度分别为300 mM和100 mM;而在共培养体系中At.thiooxidans A01和L.ferriphilium YSK对镍的抗性均有所提高。At.thiooxidans A01在1050 mM Ni2+时仍可以氧化硫单质，L.ferriphilium YSK在150 mM镍离子浓度下能够完全氧化Fe2+。 利用Real-time PCR技术分析了0mM和100mM Ni2+浓度下纯培养和共培养体系细菌的生长变化情况。结果表明，无外加镍离子存在时，相对于纯培养条件，共培养体系中At.thiooxidans A01的加入使L.ferriphilum YSK的最高菌体浓度明显升高，大约是纯培养时的2倍。但是纯培养条件下，At.thiooxidans A01的最高菌体浓度约是共培养时最高菌体浓度的两倍，而且其进入对数生长期的时间比共培养时提前48小时。在100 mM Ni2+浓度下，L.ferriphilum YSK的存在促进了At.thiooxidans A01的生长，其最高菌体浓度是纯培养时的5倍。并且共培养条件下At.thiooxidans A01延滞期更短，比纯培养条件下进入对数生长期的时间提前了48小时。 利用Real time-PCR技术分析Ni2+胁迫下At.thiooxidans A01和L.ferriphilium YSK与镍抗性相关的功能基因的表达差异。结果显示，在共培养体系中由于At.thiooxidans A01的存在，L.ferriphilium YSK一些与抗性相关的基因比纯培养时表达上调提前了至少16小时。另外，At.thiooxidansA01中一些专一性的抗性基因，如编码铜抗性蛋白，重金属转运蛋白，和CDF蛋白家族的转运蛋白的基因在共培养条件下105h时表达明显上调，上调量远远高于纯培养时。At.thiooxidans A01在共培养条件下趋向于选择更加高效的途径来转运镍离子，确保重金属离子能更加迅速和有效的排除细胞内，以降低重金属离子对细胞的毒性。综上所述，在镍离子胁迫下，硫氧化细菌和铁氧化细菌之间存在协同作用。
嗜铁钩端螺旋菌;嗜酸氧化硫硫杆菌;抗性机制;功能基因;差异表达
中南大学
硕士
微生物学
刘学端;尹华群;梁伊丽
2013
中文
Q939.97;TF18
70
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）