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质粒pJP4水平转移介导生物膜系统强化降解2,4-D效应
  • ISSN号:0250-3301
  • 期刊名称:《环境科学》
  • 时间:0
  • 分类:X172[环境科学与工程—环境科学]
  • 作者机构:[1]北京师范大学环境学院,水环境模拟国家重点实验室,北京100875
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50508006,50878024)感谢德国慕尼黑技术大学Stephan Bathe教授馈赠pJP4质粒供体菌,兰州捷晖生物环境工程有限公司提供悬浮填料.
中文摘要:

以携带质粒pJP4[其上含编码2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)降解功能的基因簇(tfd)]的基因工程菌Pseudomonas putida SM1443::gfp2x(pJP4::dsRed)为供体菌,以生物膜系统为对象,通过半连续流实验研究了质粒pJP4水平转移介导基因强化降解2,4-D效应,考察了目标基因在系统中存在状况及基因强化对系统菌群结构的影响.结果表明,以2,4-D(初始浓度为170 mg/L±10 mg/L)为唯一碳源,向生物膜系统加入携pJP4质粒的基因工程菌对2,4-D的降解具有促进作用,运行初期,促进作用较弱,随着半连续流反应的进行,促进作用显著增强,基因强化系统较对照系统对2,4-D的平均降解速率之差达13.3 mg/(L·h).通过对基因强化系统功能基因片段tfdB基因及报告基因gfp的跟踪检测,证实了在pJP4质粒介导下生物膜系统基因水平转移的发生.PCR-DGGE结果表明基因强化的生物膜系统较对照系统在受到2,4-D冲击条件下保持了相对更加稳定的菌群结构.

英文摘要:

With plasmid pJP4 (which contains functional gene cluster (tfd) encoding 2,4-D degradation) carrying genetic microorganism Pseudomonas putida SM1443 : : gfp2x (pJP4 : dsRed) as the donor strain, events of plasmid mediated gene horizontal transfer and its effect on 2,4-D degradation was investigated in a biofilm system operated under fed-batch mode. The surviving status of the functional gene element in the gene-augmented system and effects of gene-augmentation on microbial community structure were also investigated. Results showed that introduction of pJP4 carrying strain to the biofilm system with 2, 4-D (initial concentration at 170 mg/L± 10 mg/L) as the sole carbon source could enhance the degradation of 2, 4-D. Enhancement was slight during the initial stage of operation, but it increased with increasing of fed batch runs. Difference in 2, 4-D average degradation rate between gene-augmented system and the control system achieved up to 13.3 mg/(L·h) at most. Through detecting functional gene tfdB and reporter gene gfp, pJP4 mediated gene horizontal transfer to the bacteria on biofilm was further approved. Effects of gene augmentation on microbial community structure was analyzed by PCR-DGGE analysis, and results showed that relatively higher stability of microbial community was maintained for the gene-augmented biofilm system compared to the control system when facing 2,4-D shock loadings.

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期刊信息
  • 《环境科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生态环境研究中心
  • 主编:赵进才
  • 地址:北京市2871信箱(海淀区双清路18号)
  • 邮编:100085
  • 邮箱:hjkx@rcees.ac.cn
  • 电话:010-62941102 62849343
  • 国际标准刊号:ISSN:0250-3301
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1895/X
  • 邮发代号:2-821
  • 获奖情况:
  • 在全国第一届和第二届优秀科技期刊评比中分别荣获...,二次荣获中国科学院优秀期刊评比一等奖,荣获中国期刊方阵双奖期刊荣誉
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国剑桥科学文摘,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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