硫酸盐还原菌Clostridium sp. BXM对砷的去甲基化及其机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41601271
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0709.基础土壤学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Arsenic (As) is a ubiquitous toxic element in the environment. With the widespread use of organic As in the agriculture and animal husbandry, organic As pollution is becoming more and more serious and cannot be ignored. So far, the study on the mechanism of As transformation focused mostly on the oxidation, reduction and methylation of inorganic As. However, few studies referred to the mechanism of organic As biotransformation, especially in anaerobic microorganisms. Our previous study showed that anaerobic microorganisms played important roles in affecting As species and toxicity. In this project, we will elucidate the mechanism of organic As transformation by sulfate reducing bacterium Clostridium sp. BXM isolated from paddy soil. We will validate the capacity of demethylating monomethylarsonous acid or trivalent roxarsone by Clostridium sp. BXM, as well as the factors affecting this process. We have cloned a potential demethylating gene (arsI) in Clostridium sp. BXM. Further, we will verify the function and regulating mechanism of this gene and characterize the demethylating activity of the encoded protein in vitro. Finally, we want to investigate whether Clostridium sp. BXM can transform organic As into inorganic As in the co-culture system and then affect As species uptake of rice plant through the microcosm experiment. This project will provide some insight into the role of sulfate reducing bacteria in the biogeochemistry of organic As in anaerobic environment, such as the paddy soil. Moreover, they are useful for environmental risk assessment to the abuse of organic As products.
砷是环境中普遍存在的有毒元素。随着农业和畜牧业中有机砷试剂的广泛使用,有机砷带来的砷污染不容忽视。以往有关砷的生物转化机制研究主要集中在无机砷的氧化、还原和甲基化上,对有机砷的生物转化机制研究相对较少,尤其在厌氧菌中更为少见。我们前期的研究表明厌氧微生物对无机砷的形态和毒性有一定调节作用。在本项目中我们针对水稻土中分离的硫酸盐还原菌(Clostridium sp. BXM),首先研究其对甲基砷和洛克沙砷的去甲基化作用及影响因素;已从该菌中克隆到一个可能的砷去甲基化基因arsI,拟进一步鉴定该基因的功能和表达调控机制,同时表征其编码酶的活性;最后,将采用微宇宙模拟试验探讨BXM能否在与水稻共生长环境中通过转化有机砷生成无机砷,从而促进水稻吸收无机砷。本项目将对认识硫酸盐还原菌对稻田等缺氧环境中有机砷生物地球化学循环的作用有指导意义,并且对滥用有机砷制剂的环境风险评估有一定参考作用。

结项摘要

重金属污染目前是全球性的重要环境问题。砷元素是最引人注目的污染重金属之一。砷元素的形态转化过程能够影响其毒性和移动性等,是砷的生物地球化学循环的重要组成部分。环境微生物是砷形态转化的重要驱动因子。在本项目中我们以环境中分布广泛的梭菌属细菌为研究对象,选用菌株Clostridium sp. BXM开展实验,重点关注该菌对砷元素的去甲基化过程,以及该菌内去甲基化关键酶的功能分析。同时,项目又新增了另外一种重金属抗性细菌—Streptomyces cavourensis TJ430的相关重金属研究。该菌能够耐受较高浓度的的无机砷和镉而生长。首先验证了该链霉菌不具备无机砷的甲基化能力。然后通过转录组学等方法初步探寻该菌株可能存在的重金属抗性机制。梭菌属和链霉菌属细菌都在环境中十分普遍,本项目旨在发现两类细菌对重金属砷和镉的抗性机制和转化机制,突出他们在重金属生物地球化学循环中的贡献。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
微生物砷甲基化及挥发研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    农业环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王培培
  • 通讯作者:
    王培培
Complete genome sequence of soil actinobacteria Streptomyces cavourensis TJ430
土壤放线菌Streptomyces cavourensis TJ430全基因组序列
  • DOI:
    10.1002/jobm.201800181
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Journal of Basic Microbiology
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    王培培
  • 通讯作者:
    王培培

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其他文献

Influence of Temperature on Self-Discharge and High-Rate Discharge Characteristics of La-Rich AB5-Based MH Alloy Electrode
温度对La-Rich AB5基MH合金电极自放电和高倍率放电特性的影响
  • DOI:
    10.4028/www.scientific.net/msf.654-656.2835
  • 发表时间:
    2010-06
  • 期刊:
    Materials Science Forum
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周怀营;王培培
  • 通讯作者:
    王培培
结合自评量表和认知任务测量医学生抑郁情绪
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    首都医科大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    王培培;莫少华;马昕宇;张嘉玲;徐志卿;王静
  • 通讯作者:
    王静
高耸接闪物的保护作用及其散击效应分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    重庆科技学院学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王培培;杨林峰;丁星星;刘士国;张莹
  • 通讯作者:
    张莹
枯草芽胞杆菌NCD-2中调控因子PhoP对fengycin合成的调控作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张晓云;王培培;马平;郭庆港
  • 通讯作者:
    郭庆港
多肋藻(Costaria costata)多糖的提取分离及理化性质分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    中国海洋药物
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李苗苗;于广利;吴建东;王培培;赵峡;段德麟
  • 通讯作者:
    段德麟

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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