烟草节杆菌PAO19聚磷机理的初步研究
磷肥的面源污染和各种含磷污水大量排放导致严重的水体富营养化,筛选能有效去除排放水体及不同微环境中磷的高效聚磷菌株是降低磷污染、防治水体富营养化的有效途径.但是目前关于聚磷菌的研究多集中在菌株分离筛选、聚磷条件、聚磷效果、聚磷工艺优化等方面,关于细菌聚磷机理尚不完全清楚.本研究从玉米根际土壤、玉米根茎组织、太湖底泥和污水处理厂底泥等12个样品中采用MOPS蓝白斑法分离筛选获得258株聚磷菌株，进一步通过摇瓶摄磷能力复筛得到一株高效聚磷菌株PA019，其摄磷量为8.23mg/L,16S rRNA基因鉴定为烟草节杆菌。聚磷机理研究结果显示，菌株PA019基因组中包括两套Pi响应双组分系统PhoR-PhoB和SenX3-RegX3,Pi转运系统、polyp代谢系统和ATP合成系统等相关基因。据文献报道，Pi响应调节系统PhoR-PhoB存在于绝大多数细菌中，如大肠杆菌、枯草杆菌和蓝细菌集胞藻中，而SenX3-RegX3主要存在于分枝杆菌属中。此前尚未发现同时具有两套Pi响应双组分系统的菌株，这从一个方面解释了节杆菌PA019对不同磷环境胁迫的适应机制。进一步的基因调控研究发现，低磷条件下，磷响应双组分调节系统PhoR-PhoB和SenX3-RegX3处于活化状态，各组成元件基因表达上调，特别是其核心组分碱性磷酸酶PhoA和PhoD高水平表达，以便降解环境中的有机磷源产生Pi来应对低磷胁迫:同时主要的磷转运蛋白PstSCAB表达上调，以利一切可用Pi源的转运。同时，糖酵解、TCA循环和氧化磷酸化途径中的主要酶表达上调，有利于Polyp和ATP的合成，具体如图2所示。该研究首次阐明了polyp代谢与其它磷代谢途径的关系，为进一步揭示不同菌株聚磷的分子机理及聚磷菌的推广应用奠定了理论和实验基础。
污水处理 烟草节杆菌 聚磷机理 环境胁迫
李晓龙 杨金水 袁红莉
农业生物技术国家重点实验室,农业部土壤微生物重点实验室,中国农业大学生物学院,北京,100193
国内会议
成都
中文
73-73
2014-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）