1. 研究目的与意义
研究背景:
多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, pahs)是指分子中含有2个以上苯环的碳氢化合物。pahs是一类重要的全球性污染物,它广泛存在于人类生活的自然环境如大气,水体,土壤,作物和食品中。pahs是在环境中广泛分布的难降解污染物,它们具有致癌、致畸、致突变毒性及环境激素活性,减少环境中的这类物质迫在眉睫。这些化合物在环境中的半衰期非常长,释放到环境中后主要通过微生物的降解作用终被矿化,因此筛选特殊的微生物资源并研究微生物对pahs的降解机制对于促进环境修复进程具有重要意义。
pahs在环境中的自然消减主要靠特殊微生物资源的降解作用。在长期的进化过程中,微生物获得了能够降解芳香化合物获得养料的特殊机制。芳香化合物的降解过程中会产生大量的中间产物,这些中间产物可能会释放到环境中,造成环境的二次污染。因此,了解芳香化合物的代谢途径对于环境监测和利用微生物修复污染环境的合理实施具有至关重要的指导作用。结构相似的化合物及其衍生物具有类似的代谢途径,因此,多种芳香化合物被选作模式化合物来研究pahs的微生物降解过程。例如,bp、芴(fluorene, fn)、萘被选作pahs的模式化合物;同时,bp也是 pcbs的模式化合物;研究表明,微生物降解多环芳烃一般有两种方式:一种是以pahs为唯一碳源和能源;另一种是将pahs与其他有机质进行共代谢。研究表明微生物对污染物的降解难易度取决于其化学结构的复杂性和降解酶的适应程度。然而大多数种属的微生物对于高脂溶性,难挥发,具致畸、致癌及致突变作用的化合物的降解情况则不甚理想,为此许多研究者在降解菌的筛选及检测技术的建立,新的降解菌种及其作用酶和代谢途径的发现,污染物对降解菌的作用以及环境因素对降解菌的影响等方面进行了大量研究,其中也有筛选对多种pahs组分均具有较强降解能力的降解菌,以便研究其生物降解机制,构建能降解pahs的基因工程菌。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:
本论文主要内容是克隆并表达联苯降解基因簇的酶bphc。包括:
1.设计引物,利用基因组dna进行pcr,同时提取质粒pet-28a( )。
3. 研究的方法与步骤
研究方法:
利用表达宿主e.coli bl21(de3),表达载体pet-28a( )和his6-tag来表达酶bphc。
步骤包括:
4. 参考文献
[1] wesche j, hammer e, becher d, burchhardt g, schauer f. the bphc gene‐encoded 2,3‐dihydroxybiphenyl‐1,2‐dioxygenase is involved in complete degradation of dibenzofuran by the biphenyl‐degrading bacterium ralstonia sp. sbug 290. j appl microbiol, 2005, 98:635-645.
[2] 徐莉, 滕应, 张雪莲, 等. 多氯联苯污染土壤的植物-微生物联和田间原位修复[j]. 中国环境科学, 2008, 28(7):646-650.
[3] 滕应, 骆永明, 高军, 等. 多氯联苯污染土壤菌根真菌紫花苜蓿-根瘤菌联合修复效应[j]. 环境科学, 2008, 29(10):2925-2930.
5. 计划与进度安排
1. 2.20—3.12 查阅相关文献资料完成开题报告
2. 3.13—4.9 设计实验方案,做好实验前准备,包括设计引物,购买相关的分子试剂盒,制备大肠杆菌感受态等。
3. 4.10—5.14 进行实验,包括pcr,酶切,连接,转化,挑阳性克隆,送测序,转化表达宿主,诱导,进行表达检测等。
