细菌抗汞分子机制与进化的研究及应用

微生物中存在一类抗汞细菌,操纵子Mer中的MerRTPA参与细菌抗汞的调控、转运及还原。汞通过MerTP所表达的蛋白由细胞外转运至细胞内,经还原酶MerA将其还原为毒性小的可挥发的金属汞。细菌抗汞基因的形成有着古老的起源,基因间的整合、转移进化形成了Mer操纵子结构与功能的多样性。抗汞细菌对汞的吸附具有高选择性及专一性,可利用此特性对汞污染环境进行修复,也可作为分子遗传操作中稳定的抗性筛选标记。

抗汞菌株的筛选、鉴定及其特性研究

随着现代化工业的发展，环境中的汞污染量日益增加，严重影响人类生活质量，并威胁到人类健康，如何清除环境中的汞污染已成为一个世界性的热点与难题．从长期汞污染地区分离到一株菌株（YH16），其表现了对氯化汞极高的抗性（达到120mg／L），通过16SrDNA鉴定为溶解肠杆菌，命名为Enterobacter dissolvens sp．YH16．研究发现，该菌株有较宽的生长温度（25～45℃）和pH范围（7～9．5），其中生长的最适温度为30℃，最佳pH值为8．0，在最适条件下能稳定处理培养基中的汞，24h去汞效率达70％以上．该菌株在解决因无机汞引起的环境污染问题上，具有良好的应用前景．

抗汞菌株的API20E鉴定及其质粒特性

利用API20E细菌鉴定系统对筛选获得的抗汞菌株PII进行鉴定,并采用高温-SDS对所获抗汞菌株PII进行质粒消除,研究其对PII菌株的去汞特性的影响。结果表明,抗汞菌株PII生化谱为2227004,经API20E生化项分析鉴定系统查询,为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida);抗汞菌株PII含有质粒,其质粒片段在4 kb～5 kb左右,利用高温-SDS法质粒消除率达到62.5%。质粒消除试验表明,抗汞菌株PII的汞去除能力与质粒相关。

溶解肠杆菌YH16抗汞操纵子的克隆与分析

目的通过对从污染地区分离出的抗汞菌株——溶解肠杆菌YH16的研究,获得新的抗汞操纵子基因,为汞污染环境的微生物修复打下基础。方法通过质粒消除实验确定抗汞基因的位置,通过构建基因文库的方式筛选获得新的抗汞操纵子基因(mer)。结果YH16的抗汞操纵子位于质粒上,该操纵子长达6048bp,由7个ORF组成,依次为merT、merP、merC、merA、merD、tnpA、tnpA,与典型的Tn501mer操纵子和Tn21mer操纵子相比,缺少merR。结论获得了缺少merR基因的mer操纵子,具有理论研究意义,并为抗汞工程菌的构建打下基础。

抗汞菌株的分离鉴定及特性

从污染物中分离到一株细菌 ＫＨ４，经鉴定为假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）。该菌可在４０ μｇ／ｍＬ的ＨｇＣｌ２中生长，当ＨｇＣｌ２浓度为３０ μｇ／ｍＬ时，２４ ｈ去汞率为９１．７％。该菌的最适生长温度为３０℃，ｐＨ为７。该菌经质粒检测和转化实验结果表明具有一抗汞质粒，且可通过转化转移。

抗汞细菌的遗传

众所周知,不论是无机汞化合物还是有机汞化合物,都是有霉化合物,其对于细菌的毒性主要表现在以下几个方面:(1) 汞离子和蛋白质分子中的硫醇基具有很强的亲和性,能形成稳定的结合,从而使蛋白质分子丧失功能;

富硒木耳栽培硒多糖提取及抗铅抗汞的研究

以木耳为载体,通过在培养基中加入不同浓度的硒溶液进行富硒栽培,获得了富硒木耳,硒含量对比照提高844—3336倍。并以富硒木耳为原料,采用稀碱浸提法提取木耳硒多糖。以大鼠为实验动物进行了硒多糖的抗铅、抗汞试验。试验表明,亚硒酸钠和硒多糖均可增加大鼠各组织的硒含量,降低各组织的汞和铅含量,且硒多糖的效果好于亚硒酸钠。

假单胞菌质粒抗汞基因的克隆

采用pBR322为载体,将假单胞菌B-33抗汞质粒pBH33的抗汞基因,克隆至大肠杆菌C_(600)。在含25μg/ml四环素和30μg/ml HgCl_2的L—肉汤平板上生长的重组体中,筛选到一株能抗60μg/ml HgCl_2的抗汞基因克隆株——大肠杆菌C_(600)(pBH337)。重组质粒pBH337,经PstI酶解电泳分析和电镜观察表明,其分子量为6.1 kb,抗汞基因位于1.8kb长的PstI片段上。生长测定表明,克隆菌株可在含10μg/ml HgCl_2的L-肉汤中良好地生长,而受体大肠杆菌C_(600)则受到强烈抑制。汞挥发实验证明,抗汞基因克隆株C_(600)(pBH337),具有较强的去汞能力。

抗汞菌株的筛选及质粒的研究

测定了自污染地区分离到的抗30μg/mL HgCl_2的87株细菌中有39株具有质粒带,将它们分为4种类型,其中汞盐抗性质粒可以转移。其抗性不只是由质粒决定,还受核基因控制。探讨了对不同菌株的质粒进行消除的方法。

抗汞细菌及其生物修复机制的研究现状

重金属汞(Hg)是一种可持久性生物累积的有毒金属,其特有的理化性质给环境和人体带来了巨大危害。总结了汞污染的来源、循环和危害,以及已分离得到的典型抗汞菌株的抗汞特性、汞污染的生物修复机制和抗汞相关基因,包括利用merA基因降解无机Hg、利用merA、merB基因降解有机Hg、与含硫基团结合、产生胞外分泌物(EPS)吸附Hg等。简述了Hg0的最终消除方法,并对汞污染的生物修复机制进行了展望。

一株高抗汞细菌的分离鉴定及其抗性基因的克隆与表达

【目的】本研究旨在从重金属汞抗性细菌中分离鉴定汞抗性基因【方法】从北京凉水河河床底泥中分离抗汞细菌,采用16SrRNA基因序列分析结合生理生化特征对菌株进行鉴定。根据GenBank中已发表的多种抗汞细菌的merA基因序列设计引物,以抗性细菌基因组DNA为模板,扩增merA基因,并在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)表达。同时对表达菌株的重金属汞抗性进行测定。【结果】分离得到一株能在含HgCl2为70mg/L的平板上生长良好的高抗汞细菌,编号为KHg2。16S rRNA基因序列分析结果表明,菌株KHg2与Bacillus silvestris的模式菌株DSM12223T有96%的同源性,其形态特征及生理生化特性与文献报道的Bacillus silvestris一致。从菌株KHg2中扩增得到1687bp DNA片断,其序列与Pseudomonas putida的merA基因序列同源性达到99%,将该DNA片断克隆于pET-30a(+)得到重组质粒pZY2,转化宿主菌获得表达菌株E.coliBL21(DE3).pZY2,经IPTG诱导后产生相对分子量约为33KD的蛋白。重金属汞抗性测定结果表明,表达菌株E.coliBL21(DE3).pZY2可以在含HgCl2为20mg/L的培养基中生长,而转入空载体pET-30a(+)的阴性对照菌株E.coliBL21(DE3)pET-30a(+)则不能在含HgCl2为20mg/L的培养基中生长。【结论】分离的抗汞菌株KHg2与Bacillus silvestris关系密切;从菌株KHg2中克隆到汞抗性基因merA,并在大肠杆菌中得到了成功表达;表达merA基因的大肠杆菌具有抗重金属汞的特性。

抗汞菌株的筛选及鉴定的有效方法研究进展

在人类社会不断发展进程中汞及其化合物有着举足轻重的作用,尤其是在化学化工工业、金属工业、医药业、核工业等行业得到广泛应用,但同时在环境方面也引发了严重的问题,给人体健康和生态环境造成了不可忽视的危害。生物修复作为重金属污染修复的有效手段正越来越受到重视,因此抗汞菌株高效的筛选及分离方法就至关重要。本综述主要围绕微生物修复进行展开,详细地总结了抗汞细菌以及真菌的具体筛选思路以及方法,并对相关研究进行展望,指出抗汞真菌将是未来研究的重点。

土壤-植物系统“硒-汞拮抗”研究进展综述

汞(Hg)是一种高毒性、全球性的持久性污染物,其各种形态中甲基汞的毒性较高.随着工业化进程的发展,土壤汞污染问题愈发严重,尤其是在中国内陆汞污染地区,稻米中甲基汞浓度超标问题亟待解决.水生系统中大量研究表明,"硒-汞拮抗"可显著降低汞的风险.然而对于陆生系统中硒-汞作用机理,尤其是土壤-植物体系中"硒-汞拮抗"的研究还处于起步阶段.近期研究发现,硒(Se)可以通过形成Hg-Se复合物将汞钝化或固定在土壤中或植物根部,且有效降低土壤中甲基汞的净生成量(如通过微生物作用生成)及其在植物中富集.土壤中"硒-汞作用"过程可能是控制土壤-水稻体系中"硒-汞拮抗"的关键过程,土壤氧化-还原条件变化过程中硒、汞和硫的生物地球化学行为(如微生物介导的形态变化),对土壤-植物体系中"硒-汞拮抗"的调节至关重要.归纳了土壤-植物体系中"硒-汞拮抗"的最新研究进展,总结其可能的内在机制,并对其未来的研究方向提出建议.

细菌的汞抗性基因及其在生物修复中的应用

随着工业时代的发展,人源性排放已成为环境汞污染的主要来源。这不但破坏了生态系统的稳定,更经食物链的富集,对人类健康造成严重威胁。利用含汞抗性基因的(重组)细菌等进行汞降解是生物修复的途径之一。本文阐述了细菌汞抗性基因的结构、表达产物和一些相关的作用机制,展望其在生物修复方面的应用。

转merA基因金盏菊对环境中汞污染的修复效果

为了提高金盏菊植物对环境中重金属(Hg)污染的修复效果,构建merA重组表达载体质粒,再经农杆菌介导法建立遗传转化体系筛选出转merA基因的金盏菊植株,研究其对汞的富集率。结果表明:转merA基因金盏菊对土壤中Hg2+的转移率提高84%,而且大部分Hg2+在merA基因作用下,转化为无毒的Hg挥发到空气中,提高了其忍受HgCl2的浓度;在Hg2+胁迫下,转基因植株中脯氨酸含量、SOD酶活性、POD酶活性及MDA含量均有不同程度的提高。转基因金盏菊具有较强的抗重金属汞胁迫的能力。

一株耐汞细菌的筛选及其特性研究

汞污染对环境和人类危害极大,有些微生物对其具有抗性,可用于修复受汞污染的环境。从重金属污染的土壤中分离纯化出一株高抗汞细菌(DC1),其汞的最小抑菌浓度(MIC)达到20.3mg/L。经16S rRNA序列测序鉴定,该菌属于恶臭假单胞菌( Pseudomonas putida )。摇瓶培养发现其最适pH值为5~8,且在8h内可以快速挥发超过68%的Hg^ 2+,具有对汞污染环境的生物修复的应用潜力。

土壤汞污染下水稻植株的傅里叶红外光谱特征

土壤汞污染对水稻的生长、发育以及稻米的品质均产生重要影响,目前,应用红外光谱研究汞对水稻植株中有机物分子结构的影响尚不深入。采取大田低、中、高三种汞污染水平下的水稻植株样品,应用傅里叶变换-红外光谱法(FTIR)测定水稻根、茎叶、籽粒三个器官的特征吸收峰,研究不同程度土壤汞污染对植株傅里叶红外光谱特征的影响。结果表明:土壤汞污染导致了汞在水稻植株中的累积,其含量分布为:根>茎叶>籽粒。水稻根、茎叶在3 428,2 922,2 851,2 364,2 344,1 750~1 500和1 150~935cm^(-1)等波数均受汞污染的影响,而汞污染下的水稻籽粒仅在3 426,2 361,2 335和1 750~1 300cm^(-1)波数发生了变化。综合分析水稻植株各器官的FTIR光谱特征,可能说明:汞胁迫降低了水稻根、茎叶和籽粒中碳水化合物,刺激了根中羧酸、半乳糖、饱和脂类和茎叶中多种多糖的生成。水稻根和茎叶是阻抑汞迁移与侵害的主要器官。根部似乎是在茎叶加强多糖类物质的生成并向根部转运营养物质的基础上通过分泌有机酸和增强细胞壁、膜的形成,使其与Hg螯合和吸附,阻止汞向根内的迁移来实现抗汞胁迫的。可以通过加强根与茎叶的抗汞过程来降低汞对水稻尤其是稻米的侵害。在种植管理中不仅要重视汞在稻米中的积累,还应当重视汞对水稻生长发育和稻米品质的影响。

粘合银汞对Ⅱ类洞银汞修复体抗力形的作用

目的：通过对使Ⅱ类洞粘合银汞修复体破坏所需的力的研究，评价其对抗力和固位形的影响。材料和方法：实验分为5组，每组12颗上颌磨牙，进行近中HeⅡ类洞牙体预备。1组，扩展到He面中央沟，无固定沟；2组，近中狭缝牙体预备，无固位沟；3和5组，有颊舌侧长固位沟的狭缝牙体预备；4组，无固位沟的狭缝牙体预备，有近中无支持的釉质。1到4组用银汞－粘合系统和银汞修复；5组不用银汞－粘合系统。结果：平均（标准差）破坏力：1组，281（77）N（牛顿）；2组，246（101）N；3组，238（84）N；4组，254（100）N；5组，191（66）N。结论：虽然银汞粘合技术对脱位或折断抗力有增加的趋势，但与有固位沟组比较，抗破坏力增加不明显。