芽胞杆菌ATC-3菌株降解乙草胺的分子机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31760032
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0106.微生物与环境互作
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The widely use of the herbicide acetochlor could polluted farmland soil,caused serious security risks to animals, plants, human and ecological environment. The dynamic process of residual acetochlor in soil was closely related to the soil microorganisms, so it’s important to research the role of microorganisms in the bioremediation of soil acetochlor residue elimination. In previous research, a acetochlor-degrading strain named ATC-3 was isolated from contaminated soil. When acetochlor was provided as the sole carbon source, the degradation efficiency in liquid medium was more than 85% after 6 days of inoculation with strain ATC-3. In order to find out the process of acetochlor degradation, the ATC-3 strain was used as the object to analyze the utilization of different substrates, study . The stydy of degrading- metabolite will be carried out by GC-MS to analyze the metabolic pathway of acetochlor degradation by strain ATC-3. We also want to obtain the degrading- genes by shotgun and verify its function. The degrading-enzymes will be purified by ammonium sulfate fractional precipitation, anion exchange and Sephadex gel chromatography,and then the enzymatic properties will be analyzed. Through the project, we could understand the molecular mechanism of acetochlor -degradation, which would provide new resources and ideas for the bioremediation of acetochlor contaminated soil.
除草剂乙草胺的大量使用会污染农田土壤,并对动植物、人类和生态环境造成严重的安全隐患。乙草胺在土壤中的降解与土壤微生物密切相关,探索微生物在土壤乙草胺消除作用对于污染土壤的微生物修复具有重要意义。Bacillus sp. ATC-3是本项目组从环境中自行分离的乙草胺降解菌株,在以乙草胺为唯一碳源的基础盐培养基中37℃培养6天可以将100 mg•L-1 的乙草胺降解85%以上。为探索该菌株降解乙草胺的过程,本项目以ATC-3菌株为研究对象,分析其对不同相关底物的利用情况,并通过气相色谱-质谱联用等技术研究降解过程中的各种中间产物,解析菌株降解乙草胺的代谢途径;利用鸟枪法克隆乙草胺降解基因,验证其功能,并通过硫酸铵分级沉淀、阴离子交换和葡聚糖凝胶层析纯化其降解酶,研究其酶学特性。本项目拟在代谢途径以及基因和酶水平上阐明ATC-3菌株降解乙草胺的分子机制,为乙草胺污染的微生物修复提供理论依据。

结项摘要

乙草胺是我国生产量和使用量最多的三大除草剂之一,由于环境中残留的乙草胺会对环境产生不利影响,因此因而寻求环境友好、生态安全的乙草胺残留消除技术显得十分重要。本研究筛选到一株乙草胺降解细菌ATC-3。在唯一碳源培养基中,7d内可将100 mg/L的乙草胺降解80%以上。经16S rRNA 序列分析,将该菌株鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。菌株ATC-3降解乙草胺的最适温度为 30°C, 最适pH值为7。利用GC-MS分析研究菌株降解乙草胺的代谢过程,并且检测到两种主要的代谢产物,推测ATC-3菌株降解乙草胺的代谢途径。建立ATC-3基因文库,从大约20000个转化子中获得1个阳性克隆,成功克隆到ATC-3菌株降解乙草胺的水解酶基因,命名为atcH。该基因含903个碱基,编码301个氨基酸,分子量32kDa,atcH与CMEPA水解酶基因damH同源性为78%。以pET29a为载体,构建表达载体菌株E.coli BL21(DE3)-(pET29a-atcH),经诱导培养后,实现了重组酶AtcH在E.coli BL21(DE3)中的异源表达。表达载体经Ni2+-NTA亲和层析纯化后,研究了重组酶的降解特性。atcH等电点为4.6、最适反应温度30℃,最适pH为7,金属离子Mg2+能促进乙草胺降解酶atcH的酶活,而Zn2+,K+对atcH的酶活有抑制作用本项目目前在投中文核心论文1篇,申请发明专利1项,顺利完成了本项目研究内容。项目实施有利于对环境中的乙草胺降解提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
乙草胺降解菌ATC-3的分离鉴定及降解特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    江西农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马吉平;钟国祥;王赟萍;王素贞;肖银润;张诚
  • 通讯作者:
    张诚

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其他文献

一个木聚糖降解菌群的分离及木聚糖酶酶学性质分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    微生物学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚健;毕文慧;桂伦;马吉平;沈爱喜
  • 通讯作者:
    沈爱喜
1株产嗜热酯酶菌株的分离、鉴定及酯酶部分酶学性质分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    微生物学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毕文慧;姚健;陈庆隆;马吉平;王洪秀
  • 通讯作者:
    王洪秀
蜜蜂成虫工蜂肠道可培养细菌群落结构分析
  • DOI:
    10.13344/j.microbiol.china.160192
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    微生物学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王洪秀;靳亮;陈庆隆;魏云辉;姚健;马吉平;张诚
  • 通讯作者:
    张诚
橘小实蝇成虫肠道可培养细菌群落结构分析
  • DOI:
    10.13344/j.microbiol.china.150403
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    微生物学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王洪秀;靳亮;陈庆隆;魏云辉;马吉平;姚健;陈柳萌;钟国祥
  • 通讯作者:
    钟国祥

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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

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          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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