隐藏嗜酸菌Cr(Ⅵ)还原特性及相关基因的差异表达研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hulianwu2009
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摘要:工业尤其是制革业的发展,导致酸性含铬废水排放量的不断增加,铬污染所带来的环境问题日益受到人们重视。本文针对隐藏嗜酸菌Acidiphilium cryptum XTS可在酸性条件下将高毒的Cr(Ⅵ)还原为低毒的Cr(Ⅲ)这一特性,考察了初始pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度、Fe(Ⅲ)的加入及氧气含量对该菌还原Cr(Ⅵ)的影响,并采用正交试验法L9(34)优选Cr(Ⅵ)还原最适条件。结果表明,pH为2.9,初始Cr(Ⅵ)浓度为80mg/L, Fe(Ⅲ)浓度为100mg/L的条件是该菌还原Cr(Ⅵ)的最优化配合比,在该条件下处理24h,Cr(Ⅵ)的还原率达到67.48%。在分子层面上,Acidiphilium cryptum XTS对Cr(Ⅵ)的还原能力与一种Ⅰ型细胞色素c (ApcA)有关,它是一个单血红素细胞色素,基因编号为Acry2099。我们通过Real-time PCR技术,对处于对数生长期的A. cryptum XTS在不同培养条件(不同初始pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度、Fe(Ⅲ)的加入及氧气含量)下Cr(Ⅵ)还原相关基因Acry2099的差异表达进行了分析。结果表明,不同初始pH值下,Acry2099基因表达上调倍数随pH值的增大而减小;而在不同初始Cr(Ⅵ)浓度下,Acry2099基因表达上调倍数呈现一个先升高后降低的趋势,在Cr(Ⅵ)浓度为80mg/L时达到最大。总的来说,不同培养条件下,Acry2099基因表达上调情况与Cr(Ⅵ)还原速率呈一致趋势,证明Acry2099很可能参与还原Cr(Ⅵ)的代谢途径。本文还拟通过电击转化或接合转移技术,构建特异性高效表达载体,使Acidiphilium cryptum XTS的Cr(Ⅵ)还原相关基因的表达量大幅增加,从而强化该菌还原Cr(Ⅵ)的能力,获得具有优良性状的基因工程菌,提高其在金属离子还原方面的应用价值。目前已完成Acidiphilium cryptum XTS Cr(Ⅵ)还原相关的Ⅰ型细胞色素c (ApcA)基因的克隆与蛋白表达,而电击转化与接合转移条件还在进一步探索中。
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