本文選題：陰溝腸桿菌FRM　切入點：氟抗性　出處：《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院》2017年博士后論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：氟元素是一種廣泛分布在自然界中的活躍的非金屬元素,且高濃度的氟離子對生物體具有一定的抑制或殺死作用。氟離子具有防齲功能,因而被廣泛應(yīng)用于口腔清潔產(chǎn)品中。氟離子的普遍存在和應(yīng)用以及其生物毒性導(dǎo)致了自然界中出現(xiàn)了許多具有氟抗性的生物,然而到目前為止,人們對生物氟抗性機制并沒有完全了解。我們實驗室前期分離得到一株能在高達4,000 mg/L的氟離子濃度下生存的高氟抗性菌株Enterobacter cloacae FRM,并且通過比較基因組學(xué),轉(zhuǎn)錄組學(xué)等分析發(fā)現(xiàn),該菌株基因組中的基因島3對其高氟抗性具有至關(guān)重要的作用。本研究旨在尋找基因島3上參與氟抗性的基因,解析菌株E.cloacae FR]M中高氟抗性的具體機制。本研究通過RT-PCR及qRT-PCR確認(rèn)了基因島3上的六個基因(ppaC、uspA、eno、gpmA、crcB和orf5249,分別編碼氟離子通道蛋白、抗壓力蛋白及氟離子抑制的酶等)組成一個操縱子,并且通過啟動子區(qū)域的氟離子核糖體開關(guān)在氟離子誘導(dǎo)下轉(zhuǎn)錄成兩組mRNA。為進一步探究此六個基因的作用,我們利用CRISPR-Cas9技術(shù)構(gòu)建了菌株E.cloacae FRM的基因敲除系統(tǒng)。六個基因的敲除與回補實驗數(shù)據(jù)表明:此六個基因相互作用,共同賦予了E.cloacae FRM極高的抗氟能力。本研究闡明了E.cloacac FRM的抗氟機制,加深了我們對微生物抵抗高濃度氟離子的生理機制的認(rèn)識,同時也為抗氟微生物的進一步應(yīng)用,如開發(fā)更有效的防齲口腔清潔用品,氟污染的微生物治理等提供了理論基礎(chǔ)。
[Abstract]:Fluorine is an active nonmetallic element widely distributed in nature, and high concentration of fluoride can inhibit or kill organisms. Therefore, it is widely used in oral cleaning products. The widespread presence and application of fluorine ions and their biological toxicity have led to the emergence of many fluorine-resistant organisms in nature, but so far, The mechanism of biological fluorine resistance was not fully understood. We isolated a high fluorine resistant strain, Enterobacter cloacae FRM, which could survive at concentrations of up to 4000 mg/L in our laboratory, and found it by comparative genomics, transcriptome and other analyses. The gene island 3 in the genome of this strain plays an important role in its high fluorine resistance. The specific mechanism of high fluorine resistance in strain E.cloacae FR] M was identified by RT-PCR and qRT-PCR. Six genes on gene island 3, PPA CuspAgno gpmAfcrcB and orf5249, which encode fluorine channel protein, anti-stress protein and fluorine ion-inhibiting enzyme, respectively, constitute an operon. And two groups of mRNAs were transcribed into two sets of mRNAs by the fluorine ribosome switch in the promoter region to further explore the role of these six genes. The gene knockout system of strain E.cloacae FRM was constructed by using CRISPR-Cas9 technique. In this study, the anti-fluorine mechanism of E.cloacac FRM has been elucidated, which has deepened our understanding of the physiological mechanism of microbial resistance to high concentration of fluorine ions, and is also the further application of fluorine-resistant microbes. For example, the development of more effective dental cleaning products, fluoride pollution of microbial treatment provides a theoretical basis.
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士后
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R78

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本文編號：1651981