聯(lián)苯-PCB對紅球菌R04的影響和氣囊蛋白的初步研究.pdf

1、多氯聯(lián)苯(PCB)因其具有出色的穩(wěn)定性,絕緣性以及不易燃性而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。多氯聯(lián)苯的積累會影響人類的健康,引起許多疾病,例如:癌癥、神經(jīng)性疾病、甲狀腺疾病以及免疫功能的缺失。環(huán)境中的多氯聯(lián)苯以及聯(lián)苯除了會對陸生及水生動物造成一系列的危害以外,還會抑制微生物的生長,影響細(xì)胞形態(tài),抑制微生物細(xì)胞分裂,甚至影響微生物蛋白質(zhì)的表達(dá)。
　　紅球菌Rhodococcus sp. R04是一株聯(lián)苯降解菌株,本文以聯(lián)苯為唯一碳源培養(yǎng)紅

2、球菌R04發(fā)現(xiàn),與對照相比,聯(lián)苯抑制紅球菌R04的生長,并且隨著培養(yǎng)基中聯(lián)苯濃度的增大存在劑量效應(yīng)關(guān)系。當(dāng)以0.4mM Aroclors1221為碳源時,與對照相比,紅球菌R04的生長明顯受到抑制,并且延長了對數(shù)期。使用顯微鏡對紅球菌R04不同時期菌體細(xì)胞進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn),進(jìn)入對數(shù)期后紅球菌R04菌體出現(xiàn)絲狀化。當(dāng)培養(yǎng)基中聯(lián)苯濃度高達(dá)42mM時或者以0.4mM Aroclors1221為碳源時,細(xì)胞分裂隔膜的形成受阻,菌體細(xì)胞絲狀化后最長可

3、達(dá)16μm。通過使用熒光顯微鏡對經(jīng)細(xì)胞膜染料FM1-43染色后紅球菌R04的生長發(fā)育進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn),當(dāng)培養(yǎng)基中聯(lián)苯濃度劑量較低時,細(xì)胞分裂時形成完整的隔膜且細(xì)胞膜輪廓清晰;當(dāng)培養(yǎng)基中聯(lián)苯濃度為21mM時,只觀察到一部分不完整的隔膜,且細(xì)胞輪廓變得模糊;當(dāng)聯(lián)苯濃度高達(dá)42mM時,已看不到隔膜的存在,只有大量熒光亮點(diǎn)黏附于細(xì)胞膜的一側(cè),且細(xì)胞膜的邊界幾乎看不清;而向培養(yǎng)基加入0.4mM Aroclors1221時,細(xì)胞輪廓著色可見,但是也觀察

4、不到完整的分裂隔膜。通過使用實(shí)時熒光PCR對不同聯(lián)苯濃度培養(yǎng)的紅球菌R04細(xì)胞分裂蛋白FtsZ表達(dá)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),隨著聯(lián)苯濃度的增大,細(xì)胞分裂蛋白FtsZ的表達(dá)下調(diào)。由以上現(xiàn)象我們推測聯(lián)苯/PCB抑制紅球菌R04的生長,影響細(xì)胞分裂隔膜的形成,阻礙細(xì)胞分裂,導(dǎo)致細(xì)胞絲狀化。
　　本課題組前期研究表明,以聯(lián)苯為唯一碳源培養(yǎng)紅球菌R04時,其轉(zhuǎn)錄組與乙醇為碳源相比較,聯(lián)苯代謝相關(guān)基因上調(diào)表達(dá)4-60倍,令人感興趣的是,氣囊蛋白(一種為藍(lán)

5、藻和嗜鹽古菌提供浮力的亞細(xì)胞器組成蛋白)的表達(dá)亦上調(diào)100-200倍;與葡萄糖為碳源相比較,氣囊蛋白表達(dá)上調(diào)40-80倍。
　　本文通過熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,與對照相比,聯(lián)苯培養(yǎng)條件下紅球菌R04氣囊蛋白表達(dá)上調(diào)20-120倍,與轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果相差不大。而通過對氣囊結(jié)構(gòu)蛋白GvpA和GvpJ的表達(dá)發(fā)現(xiàn),氣囊結(jié)構(gòu)蛋白GvpA表達(dá)后主要以多聚體形式存在,而氣囊蛋白GvpJ主要以單體形式存在;經(jīng)過對氣囊蛋白GvpA和GvpJ定位分析發(fā)