镉胁迫下蒙脱石对细菌重金属及抗生素抗性机制调控研究
发布时间：2021-05-25 12:56
镉（Cd）作为一种剧毒重金属元素,在环境介质中具有较高的背景值,备受关注。长期Cd胁迫会对微生物产生威胁,诱导细菌产生重金属及抗生素抗性。抗性于细菌而言是一种有效的生存机制,却可能造成抗生素抗性基因（ARGs）的传播与扩散,从而威胁生态系统及人类健康。粘土矿物为土壤中最活跃的组分,常与重金属、微生物共存于污染土壤中,且三者间存在复杂的界面作用。因此,粘土矿物在重金属胁迫下可能会通过调节细菌基因表达来影响抗性,并在ARGs产生和传播过程中起重要作用。本文主要从以下方面展开研究:1、以Cd为诱导剂,对自然环境中筛选出的金黄杆菌属Chryseobacterium sp.WAL2在有无蒙脱石（Mt）存在条件下,进行12 d的浓度梯度诱导(16、32、64、128μg?m L-1)。研究表明在Mt、Cd和WAL2的相互作用下,Mt-WAL2复合体吸附大量的Cd（67.6-82.1%）,使细菌处于更恶劣的环境。然而,Mt通过刺激细菌抗性机制的运行,最终增强了对Cd的抗性:Mt增加了与离子转运相关的基因表达,促进了Cd的摄取;Mt刺激了与外排泵相关基因的表达,积极调节细胞氧化应...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 抗生素抗性及抗性基因的研究现状
1.2 镉污染及其抗性研究
1.2.1 镉污染现状及环境微生物
1.2.2 微生物镉抗性机制
1.2.3 镉胁迫微生物抗生素抗性的产生
1.3 粘土矿物/细菌/重金属相互作用研究
1.3.1 粘土矿物的性质
1.3.2 粘土矿物/细菌/重金属相互作用
1.3.3 粘土矿物与抗性基因
1.3.4 转录组学研究
1.4 研究意义及内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验器材
2.1.1 主要实验材料
2.1.2 主要实验试剂
2.1.3 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 金黄杆菌的分离鉴定和抗性检测
2.2.2 细菌培养条件
2.2.3 试验方法设计
2.3 最低抑菌浓度(MIC)分析
2.4 RNA测序及转录组学分析
2.4.1 RNA提取及纯化
2.4.2 cDNA文库构建和测序
2.4.3 转录组数据处理与分析
2.5 抗性基因的q RT-PCR检测
2.6 镉吸附及细菌生长实验
2.7 材料表征方法
2.7.1 X射线衍射(XRD)
2.7.2 傅里叶红外光谱(FTIR)
2.7.3 扫描电子显微镜(SEM)
第三章 镉胁迫下蒙脱石对金黄杆菌镉抗性及调节机制研究
3.1 引言
3.2 蒙脱石/金黄杆菌/镉界面作用
3.2.1 SEM结果
3.2.2 XRD结果
3.2.3 FTIR结果
3.3 蒙脱石对镉吸附和金黄杆菌生长的影响
3.4 金黄杆菌不同处理组转录组学分析
3.4.1 差异表达结果及生物学功能分析
3.4.2 蒙脱石对镉胁迫下金黄杆菌的镉抗性调节功能基因分析
3.4.3 蒙脱石对镉胁迫下金黄杆菌的镉抗性调节机制
3.5 本章小结
第四章 镉胁迫下蒙脱石削弱大肠杆菌抗生素抗性产生研究
4.1 引言
4.2 RNA-seq测序所得差异表达基因(DEGs)信息
4.3 DEGs的 GO功能及KEGG代谢通路分析
4.4 镉胁迫下有无蒙脱石对大肠杆菌抗生素抗性基因(ARGs)产生影响
4.4.1 镉诱导大肠杆菌ARGs产生及蒙脱石的削弱效应
4.4.2 差异表达基因的q RT-PCR验证及MIC检验结果
4.5 蒙脱石对镉胁迫下大肠杆菌抗生素抗性产生调节机制
4.5.1 蛋白合成
4.5.2 转运系统
4.5.3 信号转导
4.5.4 细胞组分
4.5.5 能量供给
4.6 本章小结
结论与展望
结论
创新性
展望
参考文献
附录
硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]LuxS/AI-2群体感应系统及其对细菌致病性和耐药性的调控[J]. 林才云,姚琳,李风铃,曲梦,许加超,江艳华,王联珠. 食品安全质量检测学报. 2019(18)
[2]四环素对大肠杆菌抗生素抗性基因进化的影响[J]. 赖晓琳,吴平霄,阮博. 环境科学学报. 2019(08)
[3]微生物铁还原作用对蒙脱石保存有机物的影响:以硫酸盐还原菌为例[J]. 于天,汪丹,董海良,曾强. 矿物岩石地球化学通报. 2014(06)
[4]环境保护部和国土资源部发布全国土壤污染状况调查公报[J]. 资源与人居环境. 2014(04)
[5]农田土壤重金属污染状况及修复技术研究[J]. 樊霆,叶文玲,陈海燕,鲁洪娟,张颖慧,李定心,唐子阳,马友华. 生态环境学报. 2013(10)
[6]高通量测序技术及其应用[J]. 王兴春,杨致荣,王敏,李玮,李生才. 中国生物工程杂志. 2012(01)
[7]环境介质中的抗生素及其微生物生态效应[J]. 俞慎,王敏,洪有为. 生态学报. 2011(15)
[8]抗生素抗性基因在环境中的来源、传播扩散及生态风险[J]. 徐冰洁,罗义,周启星,毛大庆. 环境化学. 2010(02)
[9]一株耐镉细菌的分离及其富集Cd的机理[J]. 刘红娟,张慧,党志,易筱筠,杨琛. 环境工程学报. 2009(02)
[10]固定化好氧菌和厌氧颗粒污泥在不同供氧条件下降解氯酚的研究[J]. 陈元彩,蓝惠霞,陈中豪. 环境科学学报. 2005(02)
博士论文
[1]环境微生物与环境污染物的相互作用机制及环境行为[D]. 王飞.中国地质大学 2010
硕士论文
[1]秀丽线虫miR-83通过抑制靶基因UNC-52表达调控GABA神经突触功能的研究[D]. 王亚楠.东北师范大学 2016
[2]禽源大肠杆菌的分离鉴定，耐药性分析及联合药敏试验的研究[D]. 崔笑博.山东农业大学 2014
本文编号：3205378
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 抗生素抗性及抗性基因的研究现状
1.2 镉污染及其抗性研究
1.2.1 镉污染现状及环境微生物
1.2.2 微生物镉抗性机制
1.2.3 镉胁迫微生物抗生素抗性的产生
1.3 粘土矿物/细菌/重金属相互作用研究
1.3.1 粘土矿物的性质
1.3.2 粘土矿物/细菌/重金属相互作用
1.3.3 粘土矿物与抗性基因
1.3.4 转录组学研究
1.4 研究意义及内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验器材
2.1.1 主要实验材料
2.1.2 主要实验试剂
2.1.3 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 金黄杆菌的分离鉴定和抗性检测
2.2.2 细菌培养条件
2.2.3 试验方法设计
2.3 最低抑菌浓度(MIC)分析
2.4 RNA测序及转录组学分析
2.4.1 RNA提取及纯化
2.4.2 cDNA文库构建和测序
2.4.3 转录组数据处理与分析
2.5 抗性基因的q RT-PCR检测
2.6 镉吸附及细菌生长实验
2.7 材料表征方法
2.7.1 X射线衍射(XRD)
2.7.2 傅里叶红外光谱(FTIR)
2.7.3 扫描电子显微镜(SEM)
第三章 镉胁迫下蒙脱石对金黄杆菌镉抗性及调节机制研究
3.1 引言
3.2 蒙脱石/金黄杆菌/镉界面作用
3.2.1 SEM结果
3.2.2 XRD结果
3.2.3 FTIR结果
3.3 蒙脱石对镉吸附和金黄杆菌生长的影响
3.4 金黄杆菌不同处理组转录组学分析
3.4.1 差异表达结果及生物学功能分析
3.4.2 蒙脱石对镉胁迫下金黄杆菌的镉抗性调节功能基因分析
3.4.3 蒙脱石对镉胁迫下金黄杆菌的镉抗性调节机制
3.5 本章小结
第四章 镉胁迫下蒙脱石削弱大肠杆菌抗生素抗性产生研究
4.1 引言
4.2 RNA-seq测序所得差异表达基因(DEGs)信息
4.3 DEGs的 GO功能及KEGG代谢通路分析
4.4 镉胁迫下有无蒙脱石对大肠杆菌抗生素抗性基因(ARGs)产生影响
4.4.1 镉诱导大肠杆菌ARGs产生及蒙脱石的削弱效应
4.4.2 差异表达基因的q RT-PCR验证及MIC检验结果
4.5 蒙脱石对镉胁迫下大肠杆菌抗生素抗性产生调节机制
4.5.1 蛋白合成
4.5.2 转运系统
4.5.3 信号转导
4.5.4 细胞组分
4.5.5 能量供给
4.6 本章小结
结论与展望
结论
创新性
展望
参考文献
附录
硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]LuxS/AI-2群体感应系统及其对细菌致病性和耐药性的调控[J]. 林才云,姚琳,李风铃,曲梦,许加超,江艳华,王联珠. 食品安全质量检测学报. 2019(18)
[2]四环素对大肠杆菌抗生素抗性基因进化的影响[J]. 赖晓琳,吴平霄,阮博. 环境科学学报. 2019(08)
[3]微生物铁还原作用对蒙脱石保存有机物的影响:以硫酸盐还原菌为例[J]. 于天,汪丹,董海良,曾强. 矿物岩石地球化学通报. 2014(06)
[4]环境保护部和国土资源部发布全国土壤污染状况调查公报[J]. 资源与人居环境. 2014(04)
[5]农田土壤重金属污染状况及修复技术研究[J]. 樊霆,叶文玲,陈海燕,鲁洪娟,张颖慧,李定心,唐子阳,马友华. 生态环境学报. 2013(10)
[6]高通量测序技术及其应用[J]. 王兴春,杨致荣,王敏,李玮,李生才. 中国生物工程杂志. 2012(01)
[7]环境介质中的抗生素及其微生物生态效应[J]. 俞慎,王敏,洪有为. 生态学报. 2011(15)
[8]抗生素抗性基因在环境中的来源、传播扩散及生态风险[J]. 徐冰洁,罗义,周启星,毛大庆. 环境化学. 2010(02)
[9]一株耐镉细菌的分离及其富集Cd的机理[J]. 刘红娟,张慧,党志,易筱筠,杨琛. 环境工程学报. 2009(02)
[10]固定化好氧菌和厌氧颗粒污泥在不同供氧条件下降解氯酚的研究[J]. 陈元彩,蓝惠霞,陈中豪. 环境科学学报. 2005(02)
博士论文
[1]环境微生物与环境污染物的相互作用机制及环境行为[D]. 王飞.中国地质大学 2010
硕士论文
[1]秀丽线虫miR-83通过抑制靶基因UNC-52表达调控GABA神经突触功能的研究[D]. 王亚楠.东北师范大学 2016
[2]禽源大肠杆菌的分离鉴定，耐药性分析及联合药敏试验的研究[D]. 崔笑博.山东农业大学 2014
本文编号：3205378
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