鉻（Cr）是一種過渡金屬,在現(xiàn)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(yùn)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(jià)[Cr（VI）,鉻酸鹽,重鉻酸鹽]和三價(jià)[Cr（III）]兩種形式存在。Cr（VI）有很強(qiáng)的致畸、致癌性,而且溶解性強(qiáng),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(luò)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(jià)Se（VI）、四價(jià)[Se（IV）,亞硒酸鹽]、零價(jià)Se（0）、負(fù)二價(jià)Se（-II）。其中,Se（IV）的毒性最大,而且溶解性很強(qiáng);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(gè)地球化學(xué)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(fù)有著價(jià)格低廉、可降低二次污染等優(yōu)點(diǎn)。但是,目前微生物對鉻、硒的抗性和還原機(jī)制還有待進(jìn)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(xì)菌。該菌株為革蘭氏陰性菌、短桿狀、能運(yùn)動(dòng),基因... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1.引言
    1.1 重金屬鉻的應(yīng)用和污染
        1.1.1 重金屬鉻的應(yīng)用
        1.1.2 鉻與人體健康
        1.1.3 重金屬鉻的污染現(xiàn)狀
    1.2 鉻的污染治理方法
        1.2.1 土壤鉻污染修復(fù)方法
        1.2.2 水體鉻污染修復(fù)方法
    1.3 微生物對Cr（VI）的抗性和轉(zhuǎn)化機(jī)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(fù)
        1.3.5 鉻的轉(zhuǎn)化
        1.3.6 細(xì)胞色素bd氧化酶Cytbd的功能及調(diào)控機(jī)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(yīng)用
    1.5 本研究的目的意義及技術(shù)路線
2.材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)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(xué)和生理生化特征
        2.3.1 形態(tài)學(xué)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(chǎn)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(xì)胞色素bd氧化酶Cytbd對 Cr（VI）抗性及其調(diào)控機(jī)制分析
        2.6.1 突變子庫的構(gòu)建
        2.6.2 cytbd操縱子及其共轉(zhuǎn)錄分析
        2.6.3 cytbd突變株和互補(bǔ)株的驗(yàn)證
        2.6.4 β-半乳糖苷酶實(shí)驗(yàn)
        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(xì)菌單雜交
        2.6.9 CydE的克隆表達(dá)和純化
        2.6.10 凝膠遷移電泳實(shí)驗(yàn)（EMSA）
        2.6.11 DNA足跡
    2.7 Cr（VI）和Se（IV）還原酶CsrF體內(nèi)外還原活力檢測和功能位點(diǎn)分析
        2.7.1 CsrF序列分析
        2.7.2 CsrF敲除、互補(bǔ)和異源表達(dá)菌株的構(gòu)建和表型檢測
        2.7.3 CsrF超表達(dá)菌株的構(gòu)建和誘導(dǎo)表達(dá)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(jié)合位點(diǎn)的預(yù)測和突變
    2.8 生物納米硒對染料吸附分析
        2.8.1 細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)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(shí)驗(yàn)
        2.8.4 解吸附實(shí)驗(yàn)
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.1 菌株WH16-1 的系統(tǒng)進(jìn)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(zhuǎn)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(chǎn)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(jié)果分析
        3.3.2 基因組注釋結(jié)果分析
        3.3.3 潛在的重金屬解毒相關(guān)基因分析
        3.3.4 比較基因組分析
    3.4 細(xì)胞色素bd氧化酶Cytbd在 Cr（VI）解毒中的作用及其調(diào)控機(jī)制
        3.4.1 cytbd基因簇分析
        3.4.2 cytbd基因敲除和互補(bǔ)株的表型
        3.4.3 Cytbd對胞內(nèi)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(diào)控機(jī)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(nèi)的還原能力鑒定
        3.5.3 CsrF的表達(dá)、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(diǎn)分析
    3.6 CsrF超表達(dá)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(chǎn)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(dòng)力學(xué)分析
        3.6.5 SeNPs對染料的等溫吸附線
        3.6.6 吸附熱力學(xué)分析
        3.6.7 SeNPs對染料的解吸附和重復(fù)利用
        3.6.8 SeNPs與其他生物質(zhì)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(jī)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(jī)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(diǎn)和應(yīng)用
5.總結(jié)
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新性
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
已發(fā)表的論文
作者簡介
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3077704