积磷小月菌生物除磷的作用及其机理研究

发布时间：2020-05-13 11:38

【摘要】：聚磷菌(PAOs)在强化生物除磷(EBPR)系统中发挥着重要作用,积磷小月菌作为已发现聚磷菌的一种,具有超强的吸磷、释磷能力。以实验室分离纯化的积磷小月菌JN459为试验对象,开展了积磷小月菌除磷作用机理的研究。通过对积磷小月菌的环境耐受性进行研究,得到积磷小月菌对大多数抗生素的耐受浓度大于8μg/m L,对重金属的耐受浓度普遍保持在10~(-4) mol/L数量级,环境中石油烃体积浓度低于1%时不影响积磷小月菌生长,基因组测序完成后蛋白功能分析给出积磷小月菌体内有抗生素抗性基因和重金属抗性基因,所含抗性基因是其具有较高环境耐受性的内在原因。通过对积磷小月菌在厌氧、好氧条件下的聚磷能力研究发现,培养基中可溶性磷厌氧条件下浓度升高(约40mg/L),好氧条件下浓度降低(约35mg/L);菌体内Poly-P厌氧含量降低,好氧含量升高。在不同溶氧条件下,使用real-time PCR技术研究发现在厌氧、好氧交替变化的条件下基因MLP_17420、MLP_266100、MLP_44770、MLP_47700、MLP_47360、MLP_51060的表达量有明显变化趋势。使用western-blot试验方法发现在不同溶氧水平下MLP21700蛋白表达量基本相同,但随着好、厌氧交替培养时间增长出现三条带,因此推测厌氧能诱导出一种MLP21700的同源蛋白,MLP21700蛋白调控作用主要受磷酸化影响而不是表达量。通过质粒载体构建、蛋白表达纯化以及使用EMSA试验方法开展MLP21700蛋白与启动子的体外结合试验,发现MLP21700蛋白与启动子MLP00530、MLP26610、MLP44770、MLP47700、MLP47720、MLP51060有较强的结合能力。运用DNase I方法对积磷小月菌MLP21700蛋白与MLP0530、MLP44770基因的结合位点进行研究,结果表明与探针MLP0530结合位点基因序列为GATAGAGCCGAAAGACCCG,与探针MLP44770结合位点基因序列为GCCCGGGTCCAACGACCCG,基因序列对比发现有相似的结合位点,在此基础上对MLP21700蛋白与MLP26610、MLP47700、MLP47720、MLP51060基因的保守结合位点进行预测。MLP21700蛋白与基因MLP00530、MLP26610、MLP44770、MLP47700、MLP47720、MLP51060在体外有较强结合能力,并给出结合位点预测,为积磷小月菌菌体内MLP21700蛋白与上述基因的结合提供参考。
【图文】：

图 1.1 典型 PAOs 除磷过程中代谢方式随着对聚磷菌的不断探索，其含义逐渐拓展，后延伸至一切超越自身生长所需、量吸磷的微生物都称为聚磷菌，厌氧阶段合成 PHA 不再是必要条件。Nakamura从实验室规模的除磷污泥中分离出一种新聚磷菌，并将其命名为积磷小月olunatus phosphovorus，MLP)，发现这种菌具有超强除磷能力，，但是不具备典型的关键代谢特征，不能利用醋酸，厌氧条件下不合成 PHA[32,33]。磷小月菌 积磷小月菌概述积磷小月菌是革兰氏阳性细菌，细胞形态为球形，单一、成对或成簇存在，如图 ，生长至 2 4 d 时，球形细胞直径约为 0.5 2.5 μm，不形成孢子，菌落圆形凸起滑无光泽[34,35]。该菌最适生长 pH 值为 7.0，最适培养温度为 25℃，在最适条件下

[39]。图1.3 积磷小月菌电镜穿透照片（A）对数生长期（B）稳定期积磷小月菌作为聚磷菌的一种具有超强的聚磷能力，但其代谢方式与典型 PAOs 在不同培养条件下有所差异。1.3.2 积磷小月菌的 PHA 代谢聚羟基烷酸（PHA）是很多细菌都可以合成的胞内聚酯，在生物体内主要作为细胞的碳和能量的储存物质。关于积磷小月菌中 PHA 的研究，首先，Santos 等[29]使用核磁共振方法，用13C 标记的葡萄糖为碳源在厌氧、好氧交替的 SBR 中进行研究，没有发现 PHA出现。之后，Akar 等[40]用纯培养的方法，用气相色谱的方法进行物质定量，在不同的生长条件下
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703;X172

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本文编号：2661896