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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
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 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水的凈化作用及菌落形態(tài)，與出發(fā)菌株沒有明顯差異。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)展帶來一系列嚴(yán)重的水污染問題，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，生物無法生存而逐漸消失。因此水體的檢測、治理修復(fù)、水質(zhì)的保持得到了社會的重視，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的枯草芽孢桿菌對水的凈化作用及菌落形態(tài)，與出發(fā)菌株沒有明顯差異。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，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微生物的凈水作用，對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辟了一條新的凈水及檢測的方法，使得近年來水質(zhì)污染治理及檢測更加方便，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的枯草芽孢桿菌對水的凈化作用及菌落形態(tài)，與出發(fā)菌株沒有明顯差異。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情況具有一定的可行性。
獲獎情況
- 參加浙江省第二屆生命科學(xué)競賽獲得優(yōu)勝獎。
鑒定結(jié)果
- 無。
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.枯草芽孢桿菌對斑節(jié)對蝦飼養(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,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,凌國昌,等.高錳酸鉀法測化學(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)基因動物和植物的安全標(biāo)記等．此外GFP在微生物的定殖、對宿主組織侵染及微生物動態(tài)檢測等方面,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。對高溫、堿性、除垢劑、鹽、有機(jī)溶劑等大多具有較強(qiáng)抗性，對光漂白有較強(qiáng)的耐受性，可制成永久切片長期保存；檢測方便，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． 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、自來水、河水和雨水中的降解動態(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． GFP在環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測方面的應(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，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！
