论文部分内容阅读
硒是生命体必需的微量元素之一,环境中高价态的硒具有较强的生物毒性,危害着各种生物机体,适量的硒不仅可以促进农作物的生长、提高产量和质量,还能增强人体和动物的免疫力,预防多种疾病的发生。所以,人们逐渐将研究重点转移至如何高效又环保的降低环境中高毒性硒的同时提高生物利用性。微生物硒还原过程不仅可以有效的对硒进行脱毒,而且过程绿色环保,产物又可以进一步利用。近年来,微生物对硒的代谢转化渐渐深入研究。Shewanella oneidensis MR-1作为一株具有卓越的厌氧呼吸能力和高效的电子传递能力的模式菌株已被广泛的用于对硒的脱毒过程,但是对S.oneidensis MR-1还原硒的机理却鲜有研究。本文通过分子生物学技术技术对野生型MR-1构建基因缺失突变株,在相同条件下突变株与野生型MR-1对亚硒酸盐进行还原,以单位时间内硒的还原速率为指标,对比基因缺失株对硒还原的影响进而探究S.oneidensis MR-1对硒还原的调控基因。同时,外加电子穿梭体(anthraqμinone-2,6-disμlfonate, AQDS和riboflavin),对比不同突变菌株的亚硒酸盐还原速率,优化还原过程。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅立叶红外光谱等手段表征分析硒纳米颗粒的性质,探究在不同条件下产生的硒纳米颗粒结构和性质的变化。主要研究结论如下：(1)以S.oneidensis MR-1为模式菌株,成功构建了基因缺失敲除菌株ΔmtrFo(2)观察S.oneidensis MR-1在外加电子穿梭体时亚硒酸盐的还原过程和硒纳米颗粒的生成。显示在亚硒酸盐的浓度为0.5-5.0mM范围内,外加电子穿梭体AQDS和riboflavin极大的促进了亚硒酸盐的还原。在这一促进过程中,胞外细胞色素c OmcA和MtrC起着关键的作用,而整个过程没有通过细胞周质中的延胡索酸盐还原酶FccA的作用。这些结果表明了电子穿梭体使得亚硒的还原过程由胞内变化到到胞外。(3)纯化胞外硒纳米颗粒,观察了同一时间野生型与基因缺失突变株产生的硒纳米颗粒,结果表明,电子穿梭体的加入会极大的增加野生型MR-1的胞外硒纳米颗粒的产量,并且控制了胞外硒纳米颗粒的大小和形状；实验过程中产生的生物硒纳米颗粒的成分纯度高,说明产生、提取、纯化过程均未带入任何杂质；利用该方法产生的生物硒纳米颗粒没有出现特征峰,说明没有形成单晶体结构,此时硒纳米颗粒是以无定形态的形式吸附在胞外聚合物的表面；而AQDS的加入改变了生物硒纳米颗粒表面的细菌或EPS中蛋白和多糖的相对含量。