鉻（Cr）是一種過渡金屬,在現代工業(yè)中有非常重要的作用,長期的開采和工業(yè)的廣泛運用造成了環(huán)境中的鉻污染問題。在自然環(huán)境下鉻主要以六價[Cr（VI）,鉻酸鹽,重鉻酸鹽]和三價[Cr（III）]兩種形式存在。Cr（VI）有很強的致畸、致癌性,而且溶解性強,容易隨水體遷移,而Cr（III）的毒性較低,而且Cr（III）的溶解性低,容易被絡合固定。硒是人體必需的微量元素之一,但是過量的硒也會影響人體健康。在自然界中有六價Se（VI）、四價[Se（IV）,亞硒酸鹽]、零價Se（0）、負二價Se（-II）。其中,Se（IV）的毒性最大,而且溶解性很強;Se（0）則基本無毒,且溶解性低。因此,將Cr（VI）和Se（IV）還原為Cr（III）和Se（0）有很重要的解毒和環(huán)境意義。微生物在鉻、硒的還原,甚至鉻、硒的整個地球化學循環(huán)中都起到很重要的作用。將微生物用于鉻、硒的污染修復有著價格低廉、可降低二次污染等優(yōu)點。但是,目前微生物對鉻、硒的抗性和還原機制還有待進一步的研究。類希瓦氏菌Alishewanella sp.WH16-1是一株分離自銅鐵礦的兼性厭氧細菌。該菌株為革蘭氏陰性菌、短桿狀、能運動,基因... 

【文章來源】：華中農業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：146 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1.引言
    1.1 重金屬鉻的應用和污染
        1.1.1 重金屬鉻的應用
        1.1.2 鉻與人體健康
        1.1.3 重金屬鉻的污染現狀
    1.2 鉻的污染治理方法
        1.2.1 土壤鉻污染修復方法
        1.2.2 水體鉻污染修復方法
    1.3 微生物對Cr（VI）的抗性和轉化機制
        1.3.1 Cr（VI）的攝取
        1.3.2 Cr（VI）的外排
        1.3.3 降低氧化壓力
        1.3.4 DNA修復
        1.3.5 鉻的轉化
        1.3.6 細胞色素bd氧化酶Cytbd的功能及調控機制
    1.4 微生物的Se（IV）還原和生物納米硒
        1.4.1 硒概述
        1.4.2 微生物對Se（IV）的還原
        1.4.3 生物納米硒[Se（0）]的應用
    1.5 本研究的目的意義及技術路線
2.材料與方法
    2.1 實驗菌株及材料
    2.2 基因型特征鑒定
        2.2.1 WH16-1 菌總DNA的提取
        2.2.2 16S rRNA基因的克隆
        2.2.3 系統(tǒng)發(fā)育分析
    2.3 形態(tài)學和生理生化特征
        2.3.1 形態(tài)學特征
        2.3.2 生長特性
        2.3.3 生理生化特性
    2.4 重金屬抗性和去除特性研究
        2.4.1 多種重（類）金屬抗性和去除表型
        2.4.2 Cr（VI）和Se（IV）還原產物的檢測
    2.5 基因組測序和分析
        2.5.1 基因組測序和組裝
        2.5.2 基因組注釋
        2.5.3 基因組分析
    2.6 細胞色素bd氧化酶Cytbd對 Cr（VI）抗性及其調控機制分析
        2.6.1 突變子庫的構建
        2.6.2 cytbd操縱子及其共轉錄分析
        2.6.3 cytbd突變株和互補株的驗證
        2.6.4 β-半乳糖苷酶實驗
        2.6.5 鉻酸鹽、硫酸鹽、硫離子的抗性和鉻酸鹽還原的表型檢測
        2.6.6 氧化壓力的測定
        2.6.7 硫酸對鉻酸鹽抗性和還原的影響測定
        2.6.8 細菌單雜交
        2.6.9 CydE的克隆表達和純化
        2.6.10 凝膠遷移電泳實驗（EMSA）
        2.6.11 DNA足跡
    2.7 Cr（VI）和Se（IV）還原酶CsrF體內外還原活力檢測和功能位點分析
        2.7.1 CsrF序列分析
        2.7.2 CsrF敲除、互補和異源表達菌株的構建和表型檢測
        2.7.3 CsrF超表達菌株的構建和誘導表達純化
        2.7.4 CsrF的分子量和光譜檢測
        2.7.5 CsrF體外酶活檢測
        2.7.6 CsrF輔因子結合位點的預測和突變
    2.8 生物納米硒對染料吸附分析
        2.8.1 細菌發(fā)酵產硒納米顆粒及其提取
        2.8.2 硒納米顆粒的表征
        2.8.3 硒納米顆粒吸附染料實驗
        2.8.4 解吸附實驗
3.實驗結果與分析
    3.1 菌株WH16-1 的系統(tǒng)進化分析及生理生化特性
        3.1.1 菌株WH16-1 的基因型
        3.1.2 菌株WH16-1 的形態(tài)和生理生化特征
    3.2 菌株WH16-1 的重金屬抗性及其轉化能力檢測
        3.2.1 菌株WH16-1 對重金屬的抗性和Cr（VI）/Se（IV）的還原表型
        3.2.2 菌株WH16-1的Cr（VI）和Se（IV）還原產物分別為CrNPS和SeNPs
    3.3 菌株WH16-1 的基因組分析
        3.3.1 基因組測序結果分析
        3.3.2 基因組注釋結果分析
        3.3.3 潛在的重金屬解毒相關基因分析
        3.3.4 比較基因組分析
    3.4 細胞色素bd氧化酶Cytbd在 Cr（VI）解毒中的作用及其調控機制
        3.4.1 cytbd基因簇分析
        3.4.2 cytbd基因敲除和互補株的表型
        3.4.3 Cytbd對胞內氧化壓力的影響
        3.4.4 硫酸鹽對Cr（VI）抗性和還原的影響
        3.4.5 硫酸鹽對Cytbd的調控機制分析
    3.5 Cr（VI）和Se（IV）還原酶CsrF的功能鑒定
        3.5.1 CsrF氨基酸序列分析
        3.5.2 csrF基因在體內的還原能力鑒定
        3.5.3 CsrF的表達、純化及其分子量和光譜分析
        3.5.4 CsrF體外Se（IV）和Cr（VI）還原酶活分析
        3.5.5 CsrF功能位點分析
    3.6 CsrF超表達菌株生成的SeNPs對幾種染料的吸附和解吸
        3.6.1 菌株E.coli S17-1-pCT-Zori-csrF生產的SeNPs的特征分析
        3.6.2 pH對 Zeta電位和SeNPs吸附效果的影響
        3.6.3 SeNPs對染料吸附的光譜分析
        3.6.4 SeNPs對染料吸附的動力學分析
        3.6.5 SeNPs對染料的等溫吸附線
        3.6.6 吸附熱力學分析
        3.6.7 SeNPs對染料的解吸附和重復利用
        3.6.8 SeNPs與其他生物質材料對染料吸附能力的比較
4.討論
    4.1 Alishewanella sp.WH16-1 的多種重金屬抗性
    4.2 Alishewanella sp.WH16-1的Cr（VI）抗性機制
        4.2.1 新型Cr（VI）抗性基因cytbd
        4.2.2 Cr（VI）還原酶CsrF
        4.2.3 WH16-1 的其它Cr（VI）抗性機制
    4.3 Se（IV）抗性和新型Se（IV）還原酶CsrF
    4.4 生物納米硒[Se（0）]的特點和應用
5.總結
    5.1 結論
    5.2 創(chuàng)新性
    5.3 展望
參考文獻
附錄
已發(fā)表的論文
作者簡介
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3077704