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探究代谢根瘤菌528鉴定与其尼古丁代谢途径

收藏本文 2024-01-30 点赞:22006 浏览:96886 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:尼古丁(Nicotine)是影响烟叶品质的重要因素之一,也是一种环境有毒物质,是烟草工业废水和烟草废弃物中的主要有害成分。尼古丁能溶于水,极易渗入到地下水中造成污染。随着人们健康意识和环保意识的不断加强,有效地制约卷烟产品和环境中的尼古丁含量,对于维护人类健康和生态平衡有着深远的作用。本探讨以长期种植烟草的土壤中分离得到一株具有降解尼古丁能力的细菌,对这株细菌进行了鉴定并探讨了其最适尼古丁降解条件,通过Hplc和LC-MS对该细菌降解尼古丁的代谢历程进行了浅析,并对部分尼古丁代谢产物进行了鉴定。本论文的主要实验结果如下:(1)尼古丁降解细菌的筛选、分离及鉴定。以尼古丁为唯一碳氮源,以长期种植烟草的七个土壤样品中筛选分离得到一株具有稳定降解尼古丁能力的菌株5-28。根据16SrRNA基因序列比对结果,该菌株属于根瘤菌(Sinorhizobiumsp.)。(2)尼古丁降解细菌5-28生长和降解尼古丁的最适条件。实验结果显示菌株5-28的生长及其降解尼古丁的能力受到多种因素的影响,该细菌能耐受2.5g/L的尼古丁,降解尼古丁的最适培养条件为:尼古丁浓度为1.5g/L,pH4.0和温度25oC。(3)尼古丁降解细菌5-28休止细胞降解尼古丁能力的测定。分别制备5-28菌株的尼古丁诱导型和非诱导型休止细胞,发现两种休止细胞都具有高效降解纯尼古丁的能力。其中尼古丁诱导型休止细胞的尼古丁降解速率更高,仅用6h就能将初始浓度1g/L的纯尼古丁完全降解;同样,在利用烟叶作为尼古丁来源的时候,诱导型休止细胞也体现出很强的降解能力,6h内尼古丁的降解效率可达到80%以上。(4)尼古丁降解细菌5-28尼古丁代谢产物的初步浅析和鉴定。通过HPLC和LC-MS策略对菌株5-28不同时间点的尼古丁代谢产物进行检测,得到两种尼古丁的代谢产物6-羟基-L-烟碱和6-羟基-N-麦斯明;而且5-28菌株在代谢尼古丁的历程中没有显著的色素产生,由此推测菌株5-28降解尼古丁的途径类似于嗜烟碱节杆菌(Arthrobacternicotinovorans)和根癌农杆菌(AgrobacteriumtumefaciensS33)的代谢途径,但后期的代谢产物不同。本论文的革新性体现在以下方面:首次对根瘤菌(Sinorhizobiumsp.)5-28的尼古丁降解能力进行报道,并对部分代谢产物进行鉴定。关键词:尼古丁论文根瘤菌5-28论文休止细胞论文代谢产物论文代谢途径论文

    摘要6-7

    Abstract7-13

    第1章 微生物降解尼古丁的探讨进展13-23

    1.1 概述13

    1.2 降解尼古丁的微生物13-14

    1.3 微生物降解尼古丁的代谢途径14-18

    1.3.1 微生物代谢尼古丁的主要途径14-18

    1.3.2 微生物代谢尼古丁的其它途径18

    1.4 降解尼古丁的关键酶18-19

    1.5 降解尼古丁的相关酶基因19-20

    1.6 展望20-21

    1.7 本论文的探讨内容和作用21-23

    第2章 尼古丁降解细菌的分离、鉴定和最适尼古丁降解条件探讨23-45

    2.1 实验材料23-25

    2.1.1 实验样品采集23

    2.1.2 实验仪器设备23-24

    2.1.3 主要生化试剂24

    2.1.4 筛选和鉴定菌株所用培养基24-25

    2.2 实验策略25-35

    2.2.1 尼古丁降解细菌的富集和分离25-26

    2.2.2 尼古丁降解能力的测定26-28

    2.2.3 尼古丁降解细菌5-28菌株的形态学观察和生理生化性质鉴定28-30

    2.2.4 尼古丁降解细菌5-28菌株的16S rRNA的PCR扩增和测序30-33

    2.2.5 尼古丁降解细菌5-28菌株16S rRNA序列的同源性比较和系统进化浅析33-34

    2.2.6 尼古丁降解细菌5-28菌株生长条件的优化34-35

    2.3 实验结果与浅析35-43

    2.3.1 尼古丁降解菌株的分离与筛选35-36

    2.3.2 尼古丁降解细菌5-28的菌种鉴定36-41

    2.3.3 尼古丁降解细菌5-28菌株最适生长条件的优化41-43

    2.4 本章小结43-45

    第3章 菌株5-28休止细胞降解尼古丁及代谢产物初步鉴定45-55

    3.1 实验材料45-46

    3.1.1 实验烟叶样品45

    3.1.2 实验仪器设备45-46

    3.1.3 主要生化试剂46

    3.2 实验策略46-48

    3.2.1 尼古丁降解细菌5-28休止细胞的制备46-47

    3.2.2 尼古丁降解细菌5-28休止细胞降解纯尼古丁的探讨47

    3.2.3 尼古丁降解细菌5-28休止细胞降解烟叶中的尼古丁47

    3.2.4 尼古丁降解细菌5-28尼古丁代谢产物的浅析和初步鉴定47-48

    3.3 实验结果与浅析48-53

    3.3.1 尼古丁降解细菌5-28休止细胞降解纯尼古丁的探讨48-49

    3.3.2 尼古丁降解细菌5-28休止细胞降解烟叶中尼古丁的降解曲线49

    3.3.3 尼古丁降解细菌5-28尼古丁代谢产物的Hplc检测结果49-51

    3.3.4 尼古丁降解细菌5-28尼古丁代谢产物的LC-MS检测结果51-53

    3.4 本章小结53-55

    结论及展望55-57

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