28817.ppri基因增強枯草芽孢桿菌抗逆性的試驗研究

1、分類號密級UDC編號碩士學位論文pprIpprI基因增強枯草芽孢桿菌抗基因增強枯草芽孢桿菌抗逆性的試驗研究的試驗研究研究生姓名：高加旺指導教師姓名、職稱：謝水波教授學科、專業(yè)名稱：市政工程研究方向：水處理理論與技術2010年5月I摘要奇球菌（Deinococcusradiodurans）是迄今為止地球上發(fā)現(xiàn)的輻射抗性最強的生物之一，同時其對過氧化氫、紫外線、干燥及一些DNA損傷試劑也有很強的抵抗性，一直倍受生物醫(yī)學界和環(huán)境工程界的關注和

2、重視。該細菌能夠在幾十個小時內(nèi)準確無誤地修復幾百個雙鏈DNA碎片而不發(fā)生任何突變?，F(xiàn)有研究表明，奇球菌在極端環(huán)境（電離輻射、紫外線、干燥）下的生存是保護、耐受和修復三方面協(xié)同作用的結果，是獨特的新陳代謝轉換途徑和高效精確的DNA修復系統(tǒng)有效地協(xié)調了DNA的損傷修復。因此，研究其DNA修復及抗逆性相關的功能基因并闡明它們的生物學功能對進一步探索奇球菌的極端抗性與DNA修復機制具有重要的理論意義和應用價值。作為同源重組修復途徑的重要修復基因

3、，奇球菌pprI基因在DNA修復中起十分重要的作用。pprI能夠顯著地促進修復關鍵基因recA和pprA基因的表達，并且能夠提高奇球菌過氧化氫酶的活性。本實驗主要圍繞這一損傷修復開關基因展開，通過生物信息學的方法對pprI進行同源性搜索及比對，在NCBI基因組數(shù)據(jù)庫中沒有找到顯著同源的類似物，表明pprI可能是奇球菌所特有的基因。其中RecA修復酶及其同源物廣泛的存在于原核和真核生物中，在DNA損傷修復生物過程中發(fā)揮了十分重要的作用。利

4、用BLAST比對奇球菌和枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）的recA基因，發(fā)現(xiàn)其具有較大相似性。因此我們推測將pprI基因在枯草芽孢桿菌中表達能夠顯著增強其DNA損傷修復機制。為研究pprI基因在枯草芽孢桿菌中表達與細胞抗性之間的關系，通過PCR技術（聚合酶鏈式反應）復制擴增pprI基因，并通過穿梭質粒pRADZ3將pprI基因導入大腸桿菌中，在提取質粒最終轉入枯草芽孢桿菌中穩(wěn)定表達，并對照空白株進行了H2O2氧化壓力和紫

5、外線輻照下的存活率對比試驗。實驗結果表明，導入pprI基因的枯草芽孢桿菌能顯著增強菌體抗非離子輻射和抗氧化能力，對胞內(nèi)RecA修復酶等起正調控作用的開關。在對強氧化劑H2O2的抗性方面，在指數(shù)生長期內(nèi)，B1比對照株B2的存活率要高約10%左右；而穩(wěn)定生長期，B1比B2的存活率要高約7%左右，且隨氧化劑濃度增加而增加，說明pprI基因在枯草芽孢桿菌中的穩(wěn)定表達能夠增強枯草芽孢桿菌細胞的抗氧化能力；在對紫外線輻射的抗性方面，枯草芽孢桿菌B1