鎘脅迫下蒙脫石對(duì)細(xì)菌重金屬及抗生素抗性機(jī)制調(diào)控研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-25 12:56
鎘(Cd)作為一種劇毒重金屬元素,在環(huán)境介質(zhì)中具有較高的背景值,備受關(guān)注。長(zhǎng)期Cd脅迫會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生威脅,誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生重金屬及抗生素抗性?剐杂诩(xì)菌而言是一種有效的生存機(jī)制,卻可能造成抗生素抗性基因(ARGs)的傳播與擴(kuò)散,從而威脅生態(tài)系統(tǒng)及人類健康。粘土礦物為土壤中最活躍的組分,常與重金屬、微生物共存于污染土壤中,且三者間存在復(fù)雜的界面作用。因此,粘土礦物在重金屬脅迫下可能會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)菌基因表達(dá)來(lái)影響抗性,并在ARGs產(chǎn)生和傳播過(guò)程中起重要作用。本文主要從以下方面展開(kāi)研究:1、以Cd為誘導(dǎo)劑,對(duì)自然環(huán)境中篩選出的金黃桿菌屬Chryseobacterium sp.WAL2在有無(wú)蒙脫石(Mt)存在條件下,進(jìn)行12 d的濃度梯度誘導(dǎo)(16、32、64、128μg?m L-1)。研究表明在Mt、Cd和WAL2的相互作用下,Mt-WAL2復(fù)合體吸附大量的Cd(67.6-82.1%),使細(xì)菌處于更惡劣的環(huán)境。然而,Mt通過(guò)刺激細(xì)菌抗性機(jī)制的運(yùn)行,最終增強(qiáng)了對(duì)Cd的抗性:Mt增加了與離子轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的基因表達(dá),促進(jìn)了Cd的攝取;Mt刺激了與外排泵相關(guān)基因的表達(dá),積極調(diào)節(jié)細(xì)胞氧化應(yīng)...
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 抗生素抗性及抗性基因的研究現(xiàn)狀
1.2 鎘污染及其抗性研究
1.2.1 鎘污染現(xiàn)狀及環(huán)境微生物
1.2.2 微生物鎘抗性機(jī)制
1.2.3 鎘脅迫微生物抗生素抗性的產(chǎn)生
1.3 粘土礦物/細(xì)菌/重金屬相互作用研究
1.3.1 粘土礦物的性質(zhì)
1.3.2 粘土礦物/細(xì)菌/重金屬相互作用
1.3.3 粘土礦物與抗性基因
1.3.4 轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究
1.4 研究意義及內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)器材
2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 金黃桿菌的分離鑒定和抗性檢測(cè)
2.2.2 細(xì)菌培養(yǎng)條件
2.2.3 試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)
2.3 最低抑菌濃度(MIC)分析
2.4 RNA測(cè)序及轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析
2.4.1 RNA提取及純化
2.4.2 cDNA文庫(kù)構(gòu)建和測(cè)序
2.4.3 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)處理與分析
2.5 抗性基因的q RT-PCR檢測(cè)
2.6 鎘吸附及細(xì)菌生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)
2.7 材料表征方法
2.7.1 X射線衍射(XRD)
2.7.2 傅里葉紅外光譜(FTIR)
2.7.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
第三章 鎘脅迫下蒙脫石對(duì)金黃桿菌鎘抗性及調(diào)節(jié)機(jī)制研究
3.1 引言
3.2 蒙脫石/金黃桿菌/鎘界面作用
3.2.1 SEM結(jié)果
3.2.2 XRD結(jié)果
3.2.3 FTIR結(jié)果
3.3 蒙脫石對(duì)鎘吸附和金黃桿菌生長(zhǎng)的影響
3.4 金黃桿菌不同處理組轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析
3.4.1 差異表達(dá)結(jié)果及生物學(xué)功能分析
3.4.2 蒙脫石對(duì)鎘脅迫下金黃桿菌的鎘抗性調(diào)節(jié)功能基因分析
3.4.3 蒙脫石對(duì)鎘脅迫下金黃桿菌的鎘抗性調(diào)節(jié)機(jī)制
3.5 本章小結(jié)
第四章 鎘脅迫下蒙脫石削弱大腸桿菌抗生素抗性產(chǎn)生研究
4.1 引言
4.2 RNA-seq測(cè)序所得差異表達(dá)基因(DEGs)信息
4.3 DEGs的 GO功能及KEGG代謝通路分析
4.4 鎘脅迫下有無(wú)蒙脫石對(duì)大腸桿菌抗生素抗性基因(ARGs)產(chǎn)生影響
4.4.1 鎘誘導(dǎo)大腸桿菌ARGs產(chǎn)生及蒙脫石的削弱效應(yīng)
4.4.2 差異表達(dá)基因的q RT-PCR驗(yàn)證及MIC檢驗(yàn)結(jié)果
4.5 蒙脫石對(duì)鎘脅迫下大腸桿菌抗生素抗性產(chǎn)生調(diào)節(jié)機(jī)制
4.5.1 蛋白合成
4.5.2 轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)
4.5.3 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)
4.5.4 細(xì)胞組分
4.5.5 能量供給
4.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
創(chuàng)新性
展望
參考文獻(xiàn)
附錄
碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]LuxS/AI-2群體感應(yīng)系統(tǒng)及其對(duì)細(xì)菌致病性和耐藥性的調(diào)控[J]. 林才云,姚琳,李風(fēng)鈴,曲夢(mèng),許加超,江艷華,王聯(lián)珠. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào). 2019(18)
[2]四環(huán)素對(duì)大腸桿菌抗生素抗性基因進(jìn)化的影響[J]. 賴曉琳,吳平霄,阮博. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(08)
[3]微生物鐵還原作用對(duì)蒙脫石保存有機(jī)物的影響:以硫酸鹽還原菌為例[J]. 于天,汪丹,董海良,曾強(qiáng). 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào). 2014(06)
[4]環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部發(fā)布全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)[J]. 資源與人居環(huán)境. 2014(04)
[5]農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復(fù)技術(shù)研究[J]. 樊霆,葉文玲,陳海燕,魯洪娟,張穎慧,李定心,唐子陽(yáng),馬友華. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2013(10)
[6]高通量測(cè)序技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 王興春,楊致榮,王敏,李瑋,李生才. 中國(guó)生物工程雜志. 2012(01)
[7]環(huán)境介質(zhì)中的抗生素及其微生物生態(tài)效應(yīng)[J]. 俞慎,王敏,洪有為. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(15)
[8]抗生素抗性基因在環(huán)境中的來(lái)源、傳播擴(kuò)散及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[J]. 徐冰潔,羅義,周啟星,毛大慶. 環(huán)境化學(xué). 2010(02)
[9]一株耐鎘細(xì)菌的分離及其富集Cd的機(jī)理[J]. 劉紅娟,張慧,黨志,易筱筠,楊琛. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2009(02)
[10]固定化好氧菌和厭氧顆粒污泥在不同供氧條件下降解氯酚的研究[J]. 陳元彩,藍(lán)惠霞,陳中豪. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
博士論文
[1]環(huán)境微生物與環(huán)境污染物的相互作用機(jī)制及環(huán)境行為[D]. 王飛.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]秀麗線蟲(chóng)miR-83通過(guò)抑制靶基因UNC-52表達(dá)調(diào)控GABA神經(jīng)突觸功能的研究[D]. 王亞楠.東北師范大學(xué) 2016
[2]禽源大腸桿菌的分離鑒定,耐藥性分析及聯(lián)合藥敏試驗(yàn)的研究[D]. 崔笑博.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3205378
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 抗生素抗性及抗性基因的研究現(xiàn)狀
1.2 鎘污染及其抗性研究
1.2.1 鎘污染現(xiàn)狀及環(huán)境微生物
1.2.2 微生物鎘抗性機(jī)制
1.2.3 鎘脅迫微生物抗生素抗性的產(chǎn)生
1.3 粘土礦物/細(xì)菌/重金屬相互作用研究
1.3.1 粘土礦物的性質(zhì)
1.3.2 粘土礦物/細(xì)菌/重金屬相互作用
1.3.3 粘土礦物與抗性基因
1.3.4 轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究
1.4 研究意義及內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)器材
2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 金黃桿菌的分離鑒定和抗性檢測(cè)
2.2.2 細(xì)菌培養(yǎng)條件
2.2.3 試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)
2.3 最低抑菌濃度(MIC)分析
2.4 RNA測(cè)序及轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析
2.4.1 RNA提取及純化
2.4.2 cDNA文庫(kù)構(gòu)建和測(cè)序
2.4.3 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)處理與分析
2.5 抗性基因的q RT-PCR檢測(cè)
2.6 鎘吸附及細(xì)菌生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)
2.7 材料表征方法
2.7.1 X射線衍射(XRD)
2.7.2 傅里葉紅外光譜(FTIR)
2.7.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
第三章 鎘脅迫下蒙脫石對(duì)金黃桿菌鎘抗性及調(diào)節(jié)機(jī)制研究
3.1 引言
3.2 蒙脫石/金黃桿菌/鎘界面作用
3.2.1 SEM結(jié)果
3.2.2 XRD結(jié)果
3.2.3 FTIR結(jié)果
3.3 蒙脫石對(duì)鎘吸附和金黃桿菌生長(zhǎng)的影響
3.4 金黃桿菌不同處理組轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析
3.4.1 差異表達(dá)結(jié)果及生物學(xué)功能分析
3.4.2 蒙脫石對(duì)鎘脅迫下金黃桿菌的鎘抗性調(diào)節(jié)功能基因分析
3.4.3 蒙脫石對(duì)鎘脅迫下金黃桿菌的鎘抗性調(diào)節(jié)機(jī)制
3.5 本章小結(jié)
第四章 鎘脅迫下蒙脫石削弱大腸桿菌抗生素抗性產(chǎn)生研究
4.1 引言
4.2 RNA-seq測(cè)序所得差異表達(dá)基因(DEGs)信息
4.3 DEGs的 GO功能及KEGG代謝通路分析
4.4 鎘脅迫下有無(wú)蒙脫石對(duì)大腸桿菌抗生素抗性基因(ARGs)產(chǎn)生影響
4.4.1 鎘誘導(dǎo)大腸桿菌ARGs產(chǎn)生及蒙脫石的削弱效應(yīng)
4.4.2 差異表達(dá)基因的q RT-PCR驗(yàn)證及MIC檢驗(yàn)結(jié)果
4.5 蒙脫石對(duì)鎘脅迫下大腸桿菌抗生素抗性產(chǎn)生調(diào)節(jié)機(jī)制
4.5.1 蛋白合成
4.5.2 轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)
4.5.3 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)
4.5.4 細(xì)胞組分
4.5.5 能量供給
4.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
創(chuàng)新性
展望
參考文獻(xiàn)
附錄
碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]LuxS/AI-2群體感應(yīng)系統(tǒng)及其對(duì)細(xì)菌致病性和耐藥性的調(diào)控[J]. 林才云,姚琳,李風(fēng)鈴,曲夢(mèng),許加超,江艷華,王聯(lián)珠. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào). 2019(18)
[2]四環(huán)素對(duì)大腸桿菌抗生素抗性基因進(jìn)化的影響[J]. 賴曉琳,吳平霄,阮博. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2019(08)
[3]微生物鐵還原作用對(duì)蒙脫石保存有機(jī)物的影響:以硫酸鹽還原菌為例[J]. 于天,汪丹,董海良,曾強(qiáng). 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào). 2014(06)
[4]環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部發(fā)布全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)[J]. 資源與人居環(huán)境. 2014(04)
[5]農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復(fù)技術(shù)研究[J]. 樊霆,葉文玲,陳海燕,魯洪娟,張穎慧,李定心,唐子陽(yáng),馬友華. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2013(10)
[6]高通量測(cè)序技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 王興春,楊致榮,王敏,李瑋,李生才. 中國(guó)生物工程雜志. 2012(01)
[7]環(huán)境介質(zhì)中的抗生素及其微生物生態(tài)效應(yīng)[J]. 俞慎,王敏,洪有為. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(15)
[8]抗生素抗性基因在環(huán)境中的來(lái)源、傳播擴(kuò)散及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[J]. 徐冰潔,羅義,周啟星,毛大慶. 環(huán)境化學(xué). 2010(02)
[9]一株耐鎘細(xì)菌的分離及其富集Cd的機(jī)理[J]. 劉紅娟,張慧,黨志,易筱筠,楊琛. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2009(02)
[10]固定化好氧菌和厭氧顆粒污泥在不同供氧條件下降解氯酚的研究[J]. 陳元彩,藍(lán)惠霞,陳中豪. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
博士論文
[1]環(huán)境微生物與環(huán)境污染物的相互作用機(jī)制及環(huán)境行為[D]. 王飛.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]秀麗線蟲(chóng)miR-83通過(guò)抑制靶基因UNC-52表達(dá)調(diào)控GABA神經(jīng)突觸功能的研究[D]. 王亞楠.東北師范大學(xué) 2016
[2]禽源大腸桿菌的分離鑒定,耐藥性分析及聯(lián)合藥敏試驗(yàn)的研究[D]. 崔笑博.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3205378
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