砷是一種廣泛存在的有毒類金屬元素。環(huán)境中常見的砷包括無機(jī)三價(jià)砷As(Ⅲ)、五價(jià)砷As(Ⅴ)、以及多種甲基砷化合物。為了應(yīng)對(duì)砷化合物的毒性脅迫,生境中的微生物進(jìn)化出了多種解毒策略,包括:(1)As(Ⅴ)的還原外排與直接外排機(jī)制;(2)As(Ⅲ)的外排、氧化及甲基化機(jī)制。砷的甲基化作用是指利用甲基供體向無機(jī)砷化合物的砷原子上不斷添加甲基的過程,該過程的產(chǎn)物包括五價(jià)的一甲基砷MAs(Ⅴ)、二甲基砷DMAs(Ⅴ)、三甲基砷氧化物TMAs(Ⅴ)O以及胂化氫TMAs(Ⅲ)氣體等。其中的MAs(Ⅴ)是環(huán)境中砷甲基化作用的常見產(chǎn)物,在土壤和水體中都廣泛存在。因其對(duì)人體毒性較低且具有除草的作用曾被廣泛的用于農(nóng)業(yè)。雖然MAs(Ⅴ)毒性遠(yuǎn)低于無機(jī)砷,但依然具有潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。MAs(Ⅴ)在土壤中過度施用會(huì)抑制水稻生長(zhǎng)、影響水稻生殖和籽粒發(fā)育,還會(huì)在水稻根莖葉和籽粒中積累,實(shí)現(xiàn)砷從土壤進(jìn)入植物進(jìn)入食物鏈,威脅生態(tài)系統(tǒng)和人類健康。另外,MAs(Ⅴ)還會(huì)在微生物的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)化,還原成劇毒三價(jià)一甲基砷MAs(Ⅲ),MAs(Ⅲ)既可以脫甲基化為高毒的As(Ⅲ),又可以進(jìn)一步甲基化,在環(huán)境中生成DMAs(Ⅴ)(可以誘...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
部分符號(hào)及縮略語說明
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 砷的來源和砷污染的現(xiàn)狀
    1.2 砷的形態(tài)、毒性及危害
    1.3 微生物的砷解毒機(jī)制
        1.3.1 砷的外排
        1.3.2 砷的氧化還原
        1.3.3 砷的甲基化
    1.4 五價(jià)一甲基砷的來源和微生物轉(zhuǎn)化
        1.4.1 五價(jià)一甲基砷的來源
        1.4.2 五價(jià)一甲基砷的微生物轉(zhuǎn)化
    1.5 本研究的意義、研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
        1.5.3 技術(shù)路線
第二章 ENTEROBACTER SP. CZ-1中MAs(Ⅴ)耐性基因的克隆與功能驗(yàn)證
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)菌株、質(zhì)粒、培養(yǎng)基及緩沖液
        2.2.2 Enterobacter sp. CZ-1和E coli Trans 5α的MAs(Ⅴ)耐性分析
        2.2.3 構(gòu)建基因文庫篩選Enterobacter sp. CZ-1中參與MAs(Ⅴ)耐性的基因
        2.2.4 表達(dá)gshA對(duì)E.coli Trans 5α MAs(Ⅴ)耐性的影響
        2.2.5 gshA和gshB基因敲除菌株的構(gòu)建
        2.2.6 分別敲除gshA和gshB對(duì)Enterobacter sp. CZ-1 MAs(Ⅴ)耐性的影響
        2.2.7 胞內(nèi)還原型谷胱甘肽(GSH)含量的測(cè)定
        2.2.8 GSH的添加對(duì)Enterobacter sp. CZ-1及其突變體MAs(Ⅴ)耐性的影響
        2.2.9 數(shù)據(jù)處理
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 Enterobacter sp. CZ-1與E.coli Trans5α的MAs(Ⅴ)耐性間存在巨大差異
        2.3.2 克隆Enterobacter sp. CZ-1體內(nèi)參與MAs(Ⅴ)抗性的基因
        2.3.3 異源表達(dá)gshA基因可提高E.coli Trans 5α胞內(nèi)GSH的含量
        2.3.4 異源表達(dá)gshA基因可賦予E.coli Trans 5α更強(qiáng)的MAs(Ⅴ)耐性
        2.3.5 GSH參與Enterobacter sp. CZ-1的MAs(Ⅴ)解毒過程
        2.3.6 添加GSH可恢復(fù)ΔgshA和ΔgshB突變體的MAs(Ⅴ)耐性
    2.4 本章討論
    2.5 本章小結(jié)
第三章 還原型谷胱甘肽介導(dǎo)ENTEROBACTER SP. CZ-1 MAs(Ⅴ)解毒作用的機(jī)制研究
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
        3.2.2 Enterobacter sp.CZ-1 MAs(Ⅴ)還原能力的測(cè)定
        3.2.3 敲除gshA和gshB基因?qū)nterobacter sp. CZ-1 MAs(Ⅲ)耐性的影響
        3.2.4 研究?jī)?nèi)源性GSH對(duì)Enterobacter sp. CZ-1 MAs(Ⅴ)還原能力的影響
        3.2.5 檢測(cè)異源表達(dá)基因?qū). coli Trans 5α MAs(Ⅴ)還原能力的影響
        3.2.6 GSH對(duì)菌株胞內(nèi)砷含量的影響
        3.2.7 研究?jī)?nèi)源性GSH對(duì)Enterobacter sp. CZ-1胞內(nèi)活性氧水平的影響
        3.2.8 砷形態(tài)與總量的分析方法
        3.2.9 數(shù)據(jù)處理
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 GSH參與了Enterobacter sp. CZ-1介導(dǎo)的MAs(Ⅴ)還原過程
        3.3.2 GSH合成途徑并未參與Enterobacter sp. CZ-1體內(nèi)MAs(Ⅲ)的解毒過程
        3.3.3 異源表達(dá)gshA基因可賦予E. coli Trans 5α更強(qiáng)的MAs(Ⅴ)還原能力
        3.3.4 內(nèi)源性GSH對(duì)Enterobacter sp. CZ-1和E coli Trans 5α胞內(nèi)砷含量的影響
        3.3.5 內(nèi)源性GSH可穩(wěn)定Enterobacter sp. CZ-1胞內(nèi)活性氧水平
    3.4 本章討論
    3.5 本章小結(jié)
第四章 全文總結(jié)及創(chuàng)新點(diǎn)
    4.1 全文總結(jié)
    4.2 本研究創(chuàng)新點(diǎn)
    4.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄一 實(shí)驗(yàn)用分子生物學(xué)試劑
附錄二 YQAA基因序列
附錄三 GSHA基因序列
附錄四 POSGM質(zhì)粒序列
附錄五 GSHB基因序列
致謝
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