基本信息
- 项目名称：
- 绿色荧光蛋白基因标记净水枯草芽孢杆菌的初步研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文将绿色荧光蛋白基因，标记野生型枯草芽胞杆菌，获得能够表达GFP的枯草芽孢杆菌，比较了工程菌和出发菌的净水能力，结果表明含重组质粒的枯草芽孢杆菌对水的净化作用及菌落形态，与出发菌株没有明显差异。因此，利用绿色荧光蛋白标记枯草芽孢杆菌反映其在水体中的消长情况具有一定的可行性。
- 详细介绍：
- 近代工业的飞速发展带来一系列严重的水污染问题，已经直接或潜在地威胁着人类的生存和发展，已引起了人类社会的广泛关注。由于污染物大量进入水体，污染强度超过水体自净能力，打破水体自身平衡状态，使得水体含氧量减少，水质恶化，生物无法生存而逐渐消失。因此水体的检测、治理修复、水质的保持得到了社会的重视，其中水体治理修复更被认为是一个重要环节。所谓的水体治理修复就是向失去平衡的水体中，投入某些微生物菌群，使有机污染物被降解成水、无机盐、氮气溢出水面，水质得到调理和改善，使得断裂的生物链重新得以恢复。当今时代净水方法有很多，比如人工沉淀底泥吸污法、机械循环砂滤、聚丙烯酞胺(PLM)法、利用净水微生物菌剂等。其中净水微生物菌剂具有良好的生态安全性，因此是净水过程中的最佳选择。枯草芽孢杆菌具有迅速分解水体中有机物，促进硫化物和亚硝酸盐的氧化，生长繁殖能力和适应环境能力迅速等优点，因此已广泛的应用于水体污染的治理。如熊伟等在海南斑节对虾养殖池中使用该枯草芽孢杆菌制剂后，养殖池中有害物质如亚硝酸盐硫化氢显著减少，COD较对照池大幅度下降。为枯草芽孢杆菌净水作用的跟踪研究创造条件，本文以质粒pET28a为模板，扩增绿色荧光蛋白基因(gfp)，扩增产物与经BamHⅠ酶切的枯草芽胞杆菌表达载体phcmc05连接，构建重组质粒phcmc05-gfp。 将phcmc05-gfp转入野生型枯草芽胞杆菌，在X-gal诱导下获得能够表达GFP的枯草芽孢杆菌，并比较了工程菌和出发菌的净水能力，其结果表明含重组质粒phcmc05-gfp的枯草芽孢杆菌对水的净化作用及菌落形态，与出发菌株没有明显差异。因此，利用绿色荧光蛋白标记枯草芽孢杆菌反映其在水体中的消长情况具有一定的可行性。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 微生物净水作为一种安全有效的净水方法，有其独特的优势，本文研究了绿色荧光蛋白基因标记净水枯草芽孢杆菌以检测微生物的净水作用，对于微生物净水的广泛应用具有一定的价值。
科学性、先进性及独特之处
- 绿色荧光蛋白是近年新兴的一种报告基因分子。目前gfp在真核和原核细胞基因表达、细胞器标记、蛋白质分泌示踪、活细胞蛋白定位等领域被广泛应用，其中在微生物的定殖、对宿主组织侵染和基因表达调控等方面的研究更为突出。 本研究旨在将绿色荧光蛋白标记基因导入野生型枯草芽孢杆菌，构建了适合枯草芽孢杆菌的标记系统，为净水作用的跟踪研究创造条件。
应用价值和现实意义
- 利用绿色荧光蛋白基因标记野生型枯草芽孢杆菌开辟了一条新的净水及检测的方法，使得近年来水质污染治理及检测更加方便，快捷。
学术论文摘要
- 为枯草芽孢杆菌净水作用的跟踪研究创造条件，本文以质粒pET28a为模板，扩增绿色荧光蛋白基因(gfp)，扩增产物与经BamHⅠ酶切的枯草芽胞杆菌表达载体phcmc05连接，构建重组质粒phcmc05-gfp。 将phcmc05-gfp转入野生型枯草芽胞杆菌，在X-gal诱导下获得能够表达GFP的枯草芽孢杆菌，并比较了工程菌和出发菌的净水能力，其结果表明含重组质粒phcmc05-gfp的枯草芽孢杆菌对水的净化作用及菌落形态，与出发菌株没有明显差异。因此，利用绿色荧光蛋白标记枯草芽孢杆菌反映其在水体中的消长情况具有一定的可行性。
获奖情况
- 参加浙江省第二届生命科学竞赛获得优胜奖。
鉴定结果
- 无。
参考文献
- [1]曾新.陈淑英.盛丽娜.游泳池水质污染指标10年动态观察及其不同净水方法的效果比较[J].环境与健康杂志 [2]林禾杰.中小纸厂(5000～17000吨)采用RS—E28净水宝处理废水的方法与效果[A].中国水污染防治技术装备论文集 [3]熊伟,梁运祥,戴经元.枯草芽孢杆菌对斑节对虾饲养池水净化作用的初步研究[J].华中农业大学学报 [4]王爱民,高霞莉.根癌农杆菌介导的绿色荧光蛋白基因在水稻植株中的表达[J].徐州师范大学学报(自然科学版 [5]陈营,夏晓勤,陆承平.用绿色荧光蛋白标记的细菌研究鱼体吸收颗粒抗原的部位[J].农业生物技术学报 [6]Anagnostopoulos C, Spizien J. Requirements for transformation in Bacillus subtilis[J]. J Bacteriol,1961,81:741-74. [7]郑桂馥,付杰,凌国昌,等.高锰酸钾法测化学耗氧量（COD）浅析[J]. 黑龙江水利科技 [8]范晓静,邱思鑫,吴小平,等. 绿色荧光蛋白基因标记内生枯草芽孢杆菌[J]. 应用与环境生物学报 [9]陈涛,王靖宇,班睿,等.枯草芽孢杆菌感受态研究新进展[J].生命的化学(Chen Tao, Wang Jinyu, Ban Rui, etc. The new research development of Bacillus subtilis competent bacteria. Chemistry of Life),2004,24(2):130-133.
同类课题研究水平概述
- 绿色荧光蛋白是海洋生物水母体内的生物发光蛋白。由于它稳定的结构和光物理性质，又易于在细胞内表达,近些年作为报告基因已被广泛地应用于生命科学领域,如作为活体标记；大规模筛选药物；生产出GFP标记的抗原或抗体,用于免疫诊断；以及作为转基因动物和植物的安全标记等．此外GFP在微生物的定殖、对宿主组织侵染及微生物动态检测等方面,以及在基因表达调控元件、蛋白定位、基因表达的时序控制与空间定位和发育分子机理等方面均被深入地研究．本文就GFP基础理论研究及其在环境微生物中应用作简要综述． 绿色荧光蛋白（GFP）的发现：最早出现的绿色荧光蛋白是由下村修等人于1962年在一种水母中发现，之后又在海洋珊瑚虫中分离得到了第二种GFP． GFP的作用机理：罗文新,夏宁邵在生物物理学报上发表的《绿色荧光蛋白-发现、表达和发展》概述了GFP的特性。对高温、碱性、除垢剂、盐、有机溶剂等大多具有较强抗性，对光漂白有较强的耐受性，可制成永久切片长期保存；检测方便，不需要底物和辅助因子，只需紫外光或蓝光激发，即可发出绿色荧光，可借助紫外灯、流式细胞仪、荧光比色仪、荧光显微镜等仪器进行检测． GFP在环境微生物方面的应用：由于GFP标记系统的诸多优点使其在环境微生物中得到广泛的应用，此外还可应用于生物膜和叶面上细菌之间的基因转化以及特定基因在环境微生物菌体中的表达等方面． GFP在微生物降解污染物方面的应用：尹敬芳等按照农药降解研究基本规则，采用GFP标记技术和细菌学研究方法研究了DMBS(一种由枯草芽孢杆菌和烯酰吗啉组成的对辣椒等作物疫病具有较好的防治效果的菌药合剂)在去离子水、地下水、自来水、河水和雨水中的降解动态．实验结果表明GFP标记可以用于枯草芽孢杆菌在5种水环境中的存活检测． GFP在环境水质监测方面的应用：苏洁等用GFP标记污水指示菌大肠杆菌K12，研究其在海水中的稳定性及其存活规律，为其下一步应用于开放的生态环境研究奠定基础． GFP在生物传感器方面的应用：王坷征等利用实验室保存的两株高抗重金属的细菌为出发菌株，导入gfp标记的质粒构建出两株生物传感器．研究了GFP标记菌株的发光定量方法及其在Cd毒性检测中的应用． GFP作为一种新型分子标记系统，比现有的其他标记系统有更多的优势，它已成为研究环境中复杂生物系统的有效工具，将被更为广泛地应用到生命科学领域！
