1. 研究目的与意义
ta系统（toxin-antitoxin systems, ta systems）是小的遗传模块，在细菌质粒、染色体及古细菌基因组中普遍存在。典型的ta系统由位于同一操纵子中的两个基因组成，其中毒素基因编码稳定的毒素蛋白，毒素蛋白总是蛋白质，它作用于细菌重要细胞的细胞过程，诱导细胞的生长抑制或细胞死亡。另一个是抗毒素基因，编码不稳定的抗毒素蛋白，抗毒素蛋白可能是蛋白质或rna。毒素蛋白和抗毒素蛋白相互作用形成复合体，从而使毒素蛋白的毒性被抑制。这种作用复合体和单独的抗毒素蛋白均可以在上游启动子作用下在转录水平上实现自我调控，这种自我平衡的反馈调节作用有助于维持毒素和抗毒素系统的稳定性。自上世纪80年代发现第一个ta系统以来，已经在很多菌株中都发现含有一类或几类ta系统的存在。如肠杆菌中发现的relbe、mazef、hipab、higab等。目前已发现的ta系统按照抗毒性分子的性质和作用方式的不同，可分为5种类型：i型、Ⅲ型抗毒性分子都是rna。ii、Ⅳ和Ⅴ型的抗毒素分子是蛋白质。其中，研究最为透彻的是ii型ta系统，蛋白晶体结构已经被解析。比如，relbe和higab的晶体结构已被解析。
ta系统最初被发现是因为其具有稳定质粒的功能，但是随着基因组测序技术的发展，发现在没有质粒的微生物基因组中也广泛分布着ta系统。这种普遍性促使人们对ta系统的功能重新思考和研究。目前，这方面的研究已经取得了进展。比如，ii型ta系统被认为主要与微生物的压力应答有关。ta系统与微生物的致病性有关。大肠杆菌中ii型ta系统的relbe、mazef和hipab与生物膜的形成有关，过表达以后增加了菌株对抗生素的耐受性。ta系统可以通过诱导微生物的程序性细胞死亡从而有助于群体的存活。还发现ta系统还具有防止质粒与噬菌体侵入的作用。
目前，对于ta系统的研究主要集中在模式微生物大肠杆菌和致病微生物中，以环境微生物为研究对象的系统性ta系统研究十分欠缺，亟待开展。恶臭假单胞菌b6-2是能够代谢多种类型难降解芳香化合物的高效降解菌株。根据基因组测序结果在其染色体上含有多套ta系统，推测可能在降解过程中有重要生理功能。本研究建立在利用基因敲除技术已经证实菌株b6-2在生物降解过程中菌株的降解效率、分裂能力和持留性与菌株b6-2中的Π型ta系统的毒素蛋白rele有关，而与抗毒素蛋白relb无关。本研究利用基因回补技术，进一步研究rele与菌株的降解效率、分裂能力、持留性等的关系，为环境修复领域实现高效降解提供新的理论支持。
2. 研究内容和预期目标
主要内容：
1.设计引物，pcr扩增rele基因，产物用试剂盒纯化回收，继而用琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度计检测dna片段的浓度与纯度。
2.用产物制备感受态细胞，并进行转化，使目的基因导入pm16032质粒。
3. 研究的方法与步骤
研究方法：
采用电转导的方式将rele基因转入受体。
实验步骤：
4. 参考文献
[1]. overgaard, m.,borch, j.,gerdes, k., relb and rele of escherichia coli form a tight complex that represses transcription via the ribbon-helix-helix motif in relb[j]. j mol biol, nov 27, 2009, 394 (2),pp 183-96.
[2]. pandey, d. p.,gerdes, k., toxin-antitoxin loci are highly abundant in free-living but lost from host-associated prokaryotes[j]. nucleic acids res, 2005, 33 (3),pp 966-76.
[3]. schuster, c. f.,bertram, r., toxin-antitoxin systems are ubiquitous and versatile modulators of prokaryotic cell fate[j]. fems microbiol lett, mar, 2013, 340 (2),pp 73-85.
5. 计划与进度安排
（1）2018年12月11日至2018年12月24日：与指导老师见面，确定论文选题；
（2）2018年12月25日至2019年2月24日：接受任务书；查阅文献资料；
（3）2019年2月25日至2019年3月15日（第1周~第3周）：撰写开题报告；开展外文文献翻译；
