【摘要】：為有效評(píng)估轉(zhuǎn)基因生物釋放到土壤環(huán)境中的生態(tài)安全性,需要全面了解土壤細(xì)菌發(fā)生自然轉(zhuǎn)化的可能性。本文以土壤典型細(xì)菌枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和常見(jiàn)的三種粘粒礦物(高嶺石、蒙脫石和針鐵礦)及不同比例的礦物-腐殖酸復(fù)合體為材料,同時(shí)引入B.subtilis重要的感受態(tài)調(diào)控信號(hào)分子CSF(competence and sporulation stimulating factor),探究了三種粘粒礦物及其與CSF的互作對(duì)B.subtilis自然轉(zhuǎn)化的影響,結(jié)合礦物表面固定態(tài)質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化能力和礦物對(duì)細(xì)菌代謝活性的影響結(jié)果,解釋礦物影響B(tài).subtilis自然轉(zhuǎn)化的可能內(nèi)在機(jī)制。并初步探究了不同比例的礦物-腐殖酸復(fù)合體及與CSF互作對(duì)B.subtilis的自然轉(zhuǎn)化效率的影響,分析腐殖酸對(duì)B.subtilis自然轉(zhuǎn)化的作用。獲得如下主要結(jié)果:1.制備了三種礦物表面吸附態(tài)質(zhì)粒pHTG,與游離態(tài)質(zhì)粒同時(shí)轉(zhuǎn)化B.subtilis細(xì)胞。發(fā)現(xiàn)吸附在三種礦物表面的質(zhì)粒pHTG仍然具有轉(zhuǎn)化B.subtilis的能力,與游離態(tài)質(zhì)粒相比轉(zhuǎn)化效率降低。固定在針鐵礦表面的質(zhì)粒轉(zhuǎn)化效率下降得最多,而蒙脫石和高嶺石固定態(tài)質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化效率下降得較少,表明針鐵礦結(jié)合的質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化活性最低。2.研究了不類型和濃度的礦物對(duì)B.subtilis的自然轉(zhuǎn)化的影響,同時(shí)比較了CSF與三種不同礦物相互作用后B.subtilis的自然轉(zhuǎn)化情況。發(fā)現(xiàn)不同類型及濃度的礦物對(duì)B.subtilis的轉(zhuǎn)化有不同的影響,較低濃度礦物條件下細(xì)菌的轉(zhuǎn)化能力由高到低的順序是高嶺石針鐵礦蒙脫石,而高濃度條件下的順序是針鐵礦蒙脫石高嶺石。CSF與不同類型及濃度的礦物相互作用后對(duì)B.subtilis的自然轉(zhuǎn)化效率的影響也不同,是因?yàn)榈V物可通過(guò)影響信號(hào)分子CSF的生物有效性進(jìn)而影響B(tài).subtilis的轉(zhuǎn)化。本研究認(rèn)為當(dāng)?shù)V物濃度較低時(shí),B.subtilis轉(zhuǎn)化受到礦物對(duì)質(zhì)粒DNA吸附和感受態(tài)形成的影響,而在較高濃度礦物存在條件下,礦物對(duì)B.subtilis轉(zhuǎn)化的影響更多的是礦物與胞外信號(hào)分子互作對(duì)細(xì)菌感受態(tài)的影響,表明土壤顆粒與細(xì)菌感受態(tài)形成相關(guān)因子的互作是影響細(xì)菌自然轉(zhuǎn)化的重要因素。3.研究了三種礦物不同比例的礦物-腐殖酸復(fù)合體及其與CSF相互作用對(duì)B.subtilis自然轉(zhuǎn)化的影響,初步分析了腐殖酸對(duì)B.subtilis自然轉(zhuǎn)化的作用。發(fā)現(xiàn)與純礦物相比,三種礦物與腐殖酸結(jié)合后對(duì)B.subtilis自然轉(zhuǎn)化都有不同程度的促進(jìn)作用,促進(jìn)程度受到腐殖酸含量的影響。上述結(jié)果有助于我們了解土壤組分對(duì)B.subtilis自然轉(zhuǎn)化效率的影響,為評(píng)估工程菌在環(huán)境中應(yīng)用的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)提供理論參考。
【圖文】：

的研究也表明自然轉(zhuǎn)化已不只是一種“實(shí)驗(yàn)室”現(xiàn)象，在自然界中也廣泛存在著自然轉(zhuǎn)化現(xiàn)象（李美菊等，2003）。因此自然轉(zhuǎn)化很可能是土壤環(huán)境中胞外 DNA 發(fā)生水平轉(zhuǎn)移的最重要的方式。人們一直認(rèn)為土壤中的自然轉(zhuǎn)化頻率非常低，通常低于檢測(cè)限（Thomas and Nielsen, 2005）。由于土壤中存在著大量的不可培養(yǎng)微生物，以及對(duì)土壤自然轉(zhuǎn)化研究的缺乏，同時(shí)也缺乏對(duì)轉(zhuǎn)化事件有效的檢測(cè)技術(shù)，這往往低估了土壤中細(xì)菌發(fā)生自然轉(zhuǎn)化的可能性。1997 年 Lurquin 發(fā)現(xiàn)雷電可以導(dǎo)致土壤中細(xì)胞外 DNA 的基因轉(zhuǎn)移。Overballe-Petersen（2013）研究發(fā)現(xiàn)受損傷的片段化 DNA分子可轉(zhuǎn)化不動(dòng)桿菌。土壤中看似不利的條件也可能會(huì)促進(jìn)細(xì)菌自然轉(zhuǎn)化的發(fā)生。為規(guī)避轉(zhuǎn)基因生物釋放的重組 DNA 在土壤中的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，一般采用不能發(fā)生自身轉(zhuǎn)移的非接合質(zhì)粒構(gòu)建轉(zhuǎn)基因生物，但自然轉(zhuǎn)化的發(fā)生無(wú)疑使這種努力變得徒勞（李美菊等，2003）。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018 屆碩士研究生學(xué)位論文mS 大量產(chǎn)生，從而促進(jìn)感受態(tài)的形成（Prozorov, 2001）。隨著細(xì)胞的生濃度也隨之積累，高濃度的 CSF 對(duì) RapC 的作用減弱，同時(shí)會(huì)調(diào)控產(chǎn)孢表達(dá)，，使菌群進(jìn)入孢子形成階段（Molle et al., 2003）。CSF 具有物種特異程度上彌補(bǔ) ComX 的菌株特異性不足，使不能通過(guò) ComX 進(jìn)行通訊的的以利用 CSF 進(jìn)行通訊（Pottathil et al., 2008）。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S154.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉琳;譚小娟;賈愛(ài)群;;細(xì)菌群體感應(yīng)與細(xì)菌生物被膜形成之間的關(guān)系[J];微生物學(xué)報(bào);2012年03期

2 劉尊英;郭紅;朱素芹;曾名ng;;凡納濱對(duì)蝦優(yōu)勢(shì)腐敗菌鑒定及其群體感應(yīng)現(xiàn)象[J];微生物學(xué)通報(bào);2011年12期

3 王小娟;李美菊;陳向東;謝志雄;沈萍;;不同培養(yǎng)時(shí)期的大腸桿菌和枯草芽孢桿菌間發(fā)生的跨屬自然遺傳轉(zhuǎn)化[J];微生物學(xué)報(bào);2007年06期

4 李美菊,陳向東,謝志雄,沈萍;通過(guò)DNA釋放及感受態(tài)建立進(jìn)行的枯草桿菌細(xì)胞間自然轉(zhuǎn)化[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2003年04期

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1 刀國(guó)華;土壤粘粒礦物與信號(hào)分子CSF的互作及其對(duì)Bacillus subtilis自然轉(zhuǎn)化的影響[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2688437