喜温硫杆菌遗传转移系统的建立及抗砷基因工程菌的构建

摘要

喜温硫杆菌(Acidithiobacilluscaldus)是1994年分离出来的新菌种，是一类专性自养极端嗜酸性硫杆菌，广泛分布于硫化矿床、酸性矿水及土壤中，在细菌冶金、煤的脱硫和含硫废水的处理等方面发挥重要作用，同时在自然界的硫循环中也占有重要地位。但是在实际应用过程中，因为该菌生长缓慢、细胞得率低以及对重金属如砷、汞、银等缺乏抗性等弱点，不仅限制了其应用范围，而且也给实验室的研究工作带来许多不便。要想充分发挥生物冶金的功能，对喜温硫杆菌进行遗传改造势在必行。 首先，实验证明了具有广泛寄主的IncP类群质粒RP4和R68.45可以从大肠杆菌接合转移至喜温硫杆菌中，IncP类群质粒的抗生素抗性基因在喜温硫杆菌中可以表达。RP4和R68.45从喜温硫杆菌可以反向接合转移到大肠杆菌中。利用IncP类群RP4质粒诱动或整合到大肠杆菌SM10染色体上RP4的帮助，广泛寄主IncQ类群载体质粒pJRD215能够稳定地接合转移到喜温硫杆菌中，并在喜温硫杆菌中稳定地存在，同时基因标记(Kmr，Smr)可以在喜温硫杆菌中表达。由此建立了大肠杆菌和喜温硫杆菌之间的接合转移系统。 其次，以pJRD215为载体构建带有抗砷基因的具有广泛寄主范围的IncQ质粒pSDRA1，利用喜温硫杆菌的遗传转移系统，将pSDRA1接合转移到喜温硫杆菌中，同野生型喜温硫杆菌相比较抗砷基因工程菌的抗砷性能获得了明显提高。将构建的工程菌在以S0、K2S4O6及Na2S2O3为能源培养基中进行抗砷性能表达研究，结果表明工程菌抗NaAsO2的最高浓度，在Starky-S0无机盐培养基或Starky-Na2S2O3无机盐培养基可达到30mM，在Starky-K2S4O6无机盐培养基中可达35mM。发现经遗传改造后的A.caldus在以K2S4O6作为能源物质时，生长状况最好，抗砷能力也进一步得到提高。

目录

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摘要

缩略语

第一章绪论

第二章嗜酸性喜温硫杆菌接合转移系统的建立

第三章喜温硫杆菌的接合转移及抗砷质粒的表达研究

参考文献

致谢

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