甘油利用型深紅紅螺菌突變株篩選及突變基因性質(zhì)分析.pdf

1、目前能源緊張，許多國家為了減少對非可再生資源石油等的依賴性，正在積極尋找新的替代能源。氫能，因其具有清潔無污染，儲(chǔ)能高，可儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，被視為最理想的新型能源。另一方面，隨著生物柴油的飛速發(fā)展，其副產(chǎn)物甘油出現(xiàn)過剩，如何解決過剩的甘油，引起全球普遍的關(guān)注。若能利用甘油產(chǎn)氫，既可解決其對環(huán)境造成的壓力，也可降低產(chǎn)氫成本，這是一條非常理想的途徑。盡管如此，目前相關(guān)報(bào)道很少，僅2006年劉伯飛等報(bào)道克雷伯桿菌(Klebsiella pne

2、umoiae)利用甘油產(chǎn)生1，3—丙二醇和氫氣，但相關(guān)的機(jī)理還不清楚。 深紅紅螺菌(Rhodospirill umrubrum)是一類能進(jìn)行光合作用并產(chǎn)生氫氣的光合細(xì)菌，目前對其產(chǎn)氫機(jī)理的研究主要集中在捕光色素、固氮酶、氫酶等方面，而深紅紅螺菌利用甘油產(chǎn)氫目前未見報(bào)道。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)野生型深紅紅螺菌不能在甘油為唯一碳源的培養(yǎng)基上生長。 本研究通過pRL27[Tn5]轉(zhuǎn)座子插入突變構(gòu)建深紅紅螺菌的突變庫，利用甘油為唯一碳源的篩選

3、培養(yǎng)基，篩選得到甘油利用型深紅紅螺菌突變株54株。對生長情況較好的B8進(jìn)行深入研究：PCR檢測突變株中轉(zhuǎn)座子上的卡那抗性基因，從分子水平確定轉(zhuǎn)座成功；氣相色譜檢測其產(chǎn)氫能力，在甘油濃度為10g/L時(shí)，產(chǎn)氫速率為0.24ug/mL/h，總產(chǎn)量為3.7mmol/200mL/day；SDS-PAGE檢測發(fā)現(xiàn)其和野生型在總蛋白上存在差異，這些差異的蛋白可能和甘油代謝或者代謝調(diào)控的相關(guān)蛋白有關(guān)；利用分子生物學(xué)方法確定突變株中轉(zhuǎn)座子的插入位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)

4、B8的突變位點(diǎn)位于一個(gè)編碼胞外可溶性連接蛋白(extracellar solute—bindingprotein，family3)的基因上，該蛋白與細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸和激活后續(xù)信號傳導(dǎo)相關(guān)，也是首次發(fā)現(xiàn)其與甘油代謝產(chǎn)氫過程相關(guān)。對另外一株突變株C4也進(jìn)行了相關(guān)研究：通過Bioiog檢測發(fā)現(xiàn)其較野生型能利用更多種類的碳源；氣相色譜檢測也發(fā)現(xiàn)其與野生型在細(xì)胞壁脂肪酸成分上存在極大的差異，這些不同脂肪酸構(gòu)成的細(xì)胞壁與物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞相關(guān)。 本文