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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 綠色熒光蛋白基因標(biāo)記凈水枯草芽孢桿菌的初步研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本文將綠色熒光蛋白基因，標(biāo)記野生型枯草芽胞桿菌，獲得能夠表達(dá)GFP的枯草芽孢桿菌，比較了工程菌和出發(fā)菌的凈水能力，結(jié)果表明含重組質(zhì)粒的枯草芽孢桿菌對(duì)水的凈化作用及菌落形態(tài)，與出發(fā)菌株沒(méi)有明顯差異。因此，利用綠色熒光蛋白標(biāo)記枯草芽孢桿菌反映其在水體中的消長(zhǎng)情況具有一定的可行性。
- 詳細(xì)介紹：
- 近代工業(yè)的飛速發(fā)展帶來(lái)一系列嚴(yán)重的水污染問(wèn)題，已經(jīng)直接或潛在地威脅著人類的生存和發(fā)展，已引起了人類社會(huì)的廣泛關(guān)注。由于污染物大量進(jìn)入水體，污染強(qiáng)度超過(guò)水體自凈能力，打破水體自身平衡狀態(tài)，使得水體含氧量減少，水質(zhì)惡化，生物無(wú)法生存而逐漸消失。因此水體的檢測(cè)、治理修復(fù)、水質(zhì)的保持得到了社會(huì)的重視，其中水體治理修復(fù)更被認(rèn)為是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。所謂的水體治理修復(fù)就是向失去平衡的水體中，投入某些微生物菌群，使有機(jī)污染物被降解成水、無(wú)機(jī)鹽、氮?dú)庖绯鏊?，水質(zhì)得到調(diào)理和改善，使得斷裂的生物鏈重新得以恢復(fù)。當(dāng)今時(shí)代凈水方法有很多，比如人工沉淀底泥吸污法、機(jī)械循環(huán)砂濾、聚丙烯酞胺(PLM)法、利用凈水微生物菌劑等。其中凈水微生物菌劑具有良好的生態(tài)安全性，因此是凈水過(guò)程中的最佳選擇?？莶菅挎邨U菌具有迅速分解水體中有機(jī)物，促進(jìn)硫化物和亞硝酸鹽的氧化，生長(zhǎng)繁殖能力和適應(yīng)環(huán)境能力迅速等優(yōu)點(diǎn)，因此已廣泛的應(yīng)用于水體污染的治理。如熊偉等在海南斑節(jié)對(duì)蝦養(yǎng)殖池中使用該枯草芽孢桿菌制劑后，養(yǎng)殖池中有害物質(zhì)如亞硝酸鹽硫化氫顯著減少，COD較對(duì)照池大幅度下降。為枯草芽孢桿菌凈水作用的跟蹤研究創(chuàng)造條件，本文以質(zhì)粒pET28a為模板，擴(kuò)增綠色熒光蛋白基因(gfp)，擴(kuò)增產(chǎn)物與經(jīng)BamHⅠ酶切的枯草芽胞桿菌表達(dá)載體phcmc05連接，構(gòu)建重組質(zhì)粒phcmc05-gfp。 將phcmc05-gfp轉(zhuǎn)入野生型枯草芽胞桿菌，在X-gal誘導(dǎo)下獲得能夠表達(dá)GFP的枯草芽孢桿菌，并比較了工程菌和出發(fā)菌的凈水能力，其結(jié)果表明含重組質(zhì)粒phcmc05-gfp的枯草芽孢桿菌對(duì)水的凈化作用及菌落形態(tài)，與出發(fā)菌株沒(méi)有明顯差異。因此，利用綠色熒光蛋白標(biāo)記枯草芽孢桿菌反映其在水體中的消長(zhǎng)情況具有一定的可行性。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 微生物凈水作為一種安全有效的凈水方法，有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，本文研究了綠色熒光蛋白基因標(biāo)記凈水枯草芽孢桿菌以檢測(cè)微生物的凈水作用，對(duì)于微生物凈水的廣泛應(yīng)用具有一定的價(jià)值。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 綠色熒光蛋白是近年新興的一種報(bào)告基因分子。目前gfp在真核和原核細(xì)胞基因表達(dá)、細(xì)胞器標(biāo)記、蛋白質(zhì)分泌示蹤、活細(xì)胞蛋白定位等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，其中在微生物的定殖、對(duì)宿主組織侵染和基因表達(dá)調(diào)控等方面的研究更為突出。 本研究旨在將綠色熒光蛋白標(biāo)記基因?qū)胍吧涂莶菅挎邨U菌，構(gòu)建了適合枯草芽孢桿菌的標(biāo)記系統(tǒng)，為凈水作用的跟蹤研究創(chuàng)造條件。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 利用綠色熒光蛋白基因標(biāo)記野生型枯草芽孢桿菌開(kāi)辟了一條新的凈水及檢測(cè)的方法，使得近年來(lái)水質(zhì)污染治理及檢測(cè)更加方便，快捷。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為枯草芽孢桿菌凈水作用的跟蹤研究創(chuàng)造條件，本文以質(zhì)粒pET28a為模板，擴(kuò)增綠色熒光蛋白基因(gfp)，擴(kuò)增產(chǎn)物與經(jīng)BamHⅠ酶切的枯草芽胞桿菌表達(dá)載體phcmc05連接，構(gòu)建重組質(zhì)粒phcmc05-gfp。 將phcmc05-gfp轉(zhuǎn)入野生型枯草芽胞桿菌，在X-gal誘導(dǎo)下獲得能夠表達(dá)GFP的枯草芽孢桿菌，并比較了工程菌和出發(fā)菌的凈水能力，其結(jié)果表明含重組質(zhì)粒phcmc05-gfp的枯草芽孢桿菌對(duì)水的凈化作用及菌落形態(tài)，與出發(fā)菌株沒(méi)有明顯差異。因此，利用綠色熒光蛋白標(biāo)記枯草芽孢桿菌反映其在水體中的消長(zhǎng)情況具有一定的可行性。
獲獎(jiǎng)情況
- 參加浙江省第二屆生命科學(xué)競(jìng)賽獲得優(yōu)勝獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 無(wú)。
參考文獻(xiàn)
- [1]曾新.陳淑英.盛麗娜.游泳池水質(zhì)污染指標(biāo)10年動(dòng)態(tài)觀察及其不同凈水方法的效果比較[J].環(huán)境與健康雜志 [2]林禾杰.中小紙廠(5000～17000噸)采用RS—E28凈水寶處理廢水的方法與效果[A].中國(guó)水污染防治技術(shù)裝備論文集 [3]熊偉,梁運(yùn)祥,戴經(jīng)元.枯草芽孢桿菌對(duì)斑節(jié)對(duì)蝦飼養(yǎng)池水凈化作用的初步研究[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) [4]王愛(ài)民,高霞莉.根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的綠色熒光蛋白基因在水稻植株中的表達(dá)[J].徐州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版 [5]陳營(yíng),夏曉勤,陸承平.用綠色熒光蛋白標(biāo)記的細(xì)菌研究魚體吸收顆?？乖牟课籟J].農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào) [6]Anagnostopoulos C, Spizien J. Requirements for transformation in Bacillus subtilis[J]. J Bacteriol,1961,81:741-74. [7]鄭桂馥,付杰,凌國(guó)昌,等.高錳酸鉀法測(cè)化學(xué)耗氧量（COD）淺析[J]. 黑龍江水利科技 [8]范曉靜,邱思鑫,吳小平,等. 綠色熒光蛋白基因標(biāo)記內(nèi)生枯草芽孢桿菌[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào) [9]陳濤,王靖宇,班睿,等.枯草芽孢桿菌感受態(tài)研究新進(jìn)展[J].生命的化學(xué)(Chen Tao, Wang Jinyu, Ban Rui, etc. The new research development of Bacillus subtilis competent bacteria. Chemistry of Life),2004,24(2):130-133.
同類課題研究水平概述
- 綠色熒光蛋白是海洋生物水母體內(nèi)的生物發(fā)光蛋白。由于它穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和光物理性質(zhì)，又易于在細(xì)胞內(nèi)表達(dá),近些年作為報(bào)告基因已被廣泛地應(yīng)用于生命科學(xué)領(lǐng)域,如作為活體標(biāo)記；大規(guī)模篩選藥物；生產(chǎn)出GFP標(biāo)記的抗原或抗體,用于免疫診斷；以及作為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和植物的安全標(biāo)記等．此外GFP在微生物的定殖、對(duì)宿主組織侵染及微生物動(dòng)態(tài)檢測(cè)等方面,以及在基因表達(dá)調(diào)控元件、蛋白定位、基因表達(dá)的時(shí)序控制與空間定位和發(fā)育分子機(jī)理等方面均被深入地研究．本文就GFP基礎(chǔ)理論研究及其在環(huán)境微生物中應(yīng)用作簡(jiǎn)要綜述． 綠色熒光蛋白（GFP）的發(fā)現(xiàn)：最早出現(xiàn)的綠色熒光蛋白是由下村修等人于1962年在一種水母中發(fā)現(xiàn)，之后又在海洋珊瑚蟲中分離得到了第二種GFP． GFP的作用機(jī)理：羅文新,夏寧邵在生物物理學(xué)報(bào)上發(fā)表的《綠色熒光蛋白-發(fā)現(xiàn)、表達(dá)和發(fā)展》概述了GFP的特性。對(duì)高溫、堿性、除垢劑、鹽、有機(jī)溶劑等大多具有較強(qiáng)抗性，對(duì)光漂白有較強(qiáng)的耐受性，可制成永久切片長(zhǎng)期保存；檢測(cè)方便，不需要底物和輔助因子，只需紫外光或藍(lán)光激發(fā)，即可發(fā)出綠色熒光，可借助紫外燈、流式細(xì)胞儀、熒光比色儀、熒光顯微鏡等儀器進(jìn)行檢測(cè)． GFP在環(huán)境微生物方面的應(yīng)用：由于GFP標(biāo)記系統(tǒng)的諸多優(yōu)點(diǎn)使其在環(huán)境微生物中得到廣泛的應(yīng)用，此外還可應(yīng)用于生物膜和葉面上細(xì)菌之間的基因轉(zhuǎn)化以及特定基因在環(huán)境微生物菌體中的表達(dá)等方面． GFP在微生物降解污染物方面的應(yīng)用：尹敬芳等按照農(nóng)藥降解研究基本規(guī)則，采用GFP標(biāo)記技術(shù)和細(xì)菌學(xué)研究方法研究了DMBS(一種由枯草芽孢桿菌和烯酰嗎啉組成的對(duì)辣椒等作物疫病具有較好的防治效果的菌藥合劑)在去離子水、地下水、自來(lái)水、河水和雨水中的降解動(dòng)態(tài)．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明GFP標(biāo)記可以用于枯草芽孢桿菌在5種水環(huán)境中的存活檢測(cè)． GFP在環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用：蘇潔等用GFP標(biāo)記污水指示菌大腸桿菌K12，研究其在海水中的穩(wěn)定性及其存活規(guī)律，為其下一步應(yīng)用于開(kāi)放的生態(tài)環(huán)境研究奠定基礎(chǔ)． GFP在生物傳感器方面的應(yīng)用：王坷征等利用實(shí)驗(yàn)室保存的兩株高抗重金屬的細(xì)菌為出發(fā)菌株，導(dǎo)入gfp標(biāo)記的質(zhì)粒構(gòu)建出兩株生物傳感器．研究了GFP標(biāo)記菌株的發(fā)光定量方法及其在Cd毒性檢測(cè)中的應(yīng)用． GFP作為一種新型分子標(biāo)記系統(tǒng)，比現(xiàn)有的其他標(biāo)記系統(tǒng)有更多的優(yōu)勢(shì)，它已成為研究環(huán)境中復(fù)雜生物系統(tǒng)的有效工具，將被更為廣泛地應(yīng)用到生命科學(xué)領(lǐng)域！
