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Virgibacillus halodenitrificans PDB-F2是一株在高盐条件下有效降解苯酚的革兰氏阳性中度嗜盐菌,可应用于高盐有机废水的处理。中度嗜盐菌主要通过自身合成或转运相容性溶质来实现耐盐,对于PDB-F2转运相容性溶质的耐盐机制的研究还很少。本文主要对PDB-F2转运甘氨酸甜菜碱的耐盐机制进行了研究,丰富了中度嗜盐菌V.halodenitrificanPDB-F2耐盐机制的理论研究,对于PDB-F2应用于高盐有机废水的处理以及利用合成生物学加强普通降解菌的耐盐性能具有重要意义。本文首先通过核磁共振(NMR)确定了V.halodenitrificans PDB-F2在高盐条件下对甘氨酸甜菜碱的转运,与自身合成四氢嘧啶相比,PDB-F2会优先转运外界的甘氨酸甜菜碱以抵抗渗透胁迫,外源添加的甜菜碱会抑制PDB-F2胞内四氢嘧啶的合成。外源甘氨酸甜菜碱对PDB-F2的渗透保护作用的研究结果表明,甜菜碱显著提升了 PDB-F2在6%-15%NaCl盐度下的耐盐生长性能与耐受盐度,其最大耐受盐度达15%NaCl。利用E.col MKH13因相容性溶质合成基因与转运基因存在缺陷而不能于4%NaCl盐度下生长的特点,对V.halodenitrificans PDB-F2全基因组预测的转运基因betL,opuD1,opuD2和opuD3进行了功能验证,证明了它们是编码甜菜碱转运蛋白的基因。而且通过E.coli MKH13测定了 BetL、OpuD1、OpuD2和OpuD3对甜菜碱的亲和性,其亲和力大小依次为BetL>OpuD1>OpuD3>OpuD2。利用实时荧光定量PCR对V.halodenitrificans PDB-F2转运基因betL,opuD1,opuD2和opuD3转录水平的研究表明,转运基因的转录水平与胞内甜菜碱的含量随着盐度的增加而增加,betL、opuD1和opuD3的最大值均在12%NaCl盐度下,说明转运基因的转录水平和甜菜碱的转运量取决于外部施加的渗透胁迫的程度。转运基因由NaCl诱导表达,而甜菜碱对于基因转录表达虽然没有诱导作用,但是影响转运基因的转录水平,其最大的转录水平发生于NaCl与甜菜碱共同存在的条件下,且转运基因对甘氨酸甜菜碱具有转录特异性;外界渗透胁迫引起的V.halodenitrificans PDB-F2甜菜碱转运,不仅依赖于渗透刺激引起的的转运基因转录,而且与被刺激的转运蛋白活性水平有关。