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作者：王俣华中农业大学

学位级别：硕士

微生物参与的硒氧化是硒元素生物地球化学循环的重要环节,也是植物吸收利用硒元素的关键。但相关研究较少,特别是硒氧化的机制尚不清楚。本研究以前期获得的一株新的硒氧化细菌Rhizobium sp.T3F4为研究对象,旨在探究其氧化硒的分子机制... 详细信息

微生物参与的硒氧化是硒元素生物地球化学循环的重要环节,也是植物吸收利用硒元素的关键。但相关研究较少,特别是硒氧化的机制尚不清楚。本研究以前期获得的一株新的硒氧化细菌Rhizobium sp.T3F4为研究对象,旨在探究其氧化硒的分子机制。该菌株能氧化化学单质硒Se(0)和生物纳米硒(Se NPs)生成Se(IV)。在添加0.1 g/L Se(0)的1/5 LB液体培养5 d后的Se(IV)浓度可达到0.6μmol/L。在探究硒氧化的影响因素时,添加Se(0)(0.1-0.5 g/L),溶液中Se(IV)含量均呈现先降后升的趋势;添加NaS后菌株T3F4对Se(0)的氧化表型可提高100倍。通过对其基因组的分析,发现菌株T3F4具有完整的硒同化代谢途径,Se(IV)含量的先期下降与其同化利用有关。为探究菌株T3F4氧化硒的分子机理,对其进行了差异蛋白质组的i TRAQ定量分析。通过蛋白质组Pathway富集分析和GO富集分析,最终获得了和氧化还原相关的候选差异蛋白,用于后续的氧化表型检测和分子机理探究。其次,分离出的类诺卡氏菌属(Nocardioides)菌株x-2为疑似新发现种。通过16S r RNA序列比较分析,相似性最高的菌株有*** Gsoil 346(97.36%)和*** KIS2-16(95.83%)等。其中菌株x-2与*** Gsoil 346的DNA-DNA杂交率为29.8%,低于新种界定的70%。磷脂酰甘油(PG)、双磷脂酰甘油(DPG)、未知糖脂(GL)和3种未知的磷脂为菌株x-2的主要极性脂类型。MK-8(H)(88.5%)为其主要的呼吸醌类型,肽聚糖构型为-二氨基庚二酸(-DAP),DNA的G+C含量为71.1 mol%。主要的脂肪酸有Cω9c(31.6%)、iso-C(20.0%)、Cω8c(5.7%)和C(5.6%)。多相分类学结果表明菌株x-2为类诺卡氏菌属的一个新种,命名为湖岸类诺卡氏菌(Nocardioides litorisoli),菌株保藏编号为x-2(=KCTC39845=CCTCC AB 2016255)。

关键词：硒氧化 iTRAQ定量分析细菌多相分类学鉴定类诺卡氏菌属

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硒是双刃剑?——谈微生物中的硒代谢

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华中农业大学学报 2013年第5期32卷 1-8页

作者：郑世学粟静王瑞王革娇华中农业大学生命科学技术学院/农业微生物学国家重点实验室武汉430070 湖北省烟草公司恩施州分公司恩施445000

硒位于元素周期表第Ⅵ主族,是一种生命必需的微量元素,是第21位氨基酸硒代半胱氨酸、硒代甲硫氨酸和含硒酶的必需组分。硒在人体免疫系统、抗癌、抗氧化等方面发挥重要作用,缺硒会导致40种以上的疾病。硒以Se(-Ⅱ)、Se(0)、Se(+Ⅳ)和Se(... 详细信息

硒位于元素周期表第Ⅵ主族,是一种生命必需的微量元素,是第21位氨基酸硒代半胱氨酸、硒代甲硫氨酸和含硒酶的必需组分。硒在人体免疫系统、抗癌、抗氧化等方面发挥重要作用,缺硒会导致40种以上的疾病。硒以Se(-Ⅱ)、Se(0)、Se(+Ⅳ)和Se(+Ⅵ)4种价态存在,所有价态间的转化都有微生物的参与。本文主要综述最近几年国内外微生物代谢硒的研究进展,包括硒对生命体的重要作用与机制,硒的化学性质与生物地球化学循环,硒的氧化、还原和甲基化等多样的代谢硒的微生物类群,微生物代谢硒的分子机制;并探讨了微生物代谢硒在未来的关注点和实际应用。阐明微生物代谢硒在生物地球化学循环、生物多样性、植物富硒、人类健康和环境污染治理等方面都发挥着重要作用。

关键词：硒微生物代谢硒硒的同化硒还原硒氧化硒甲基化

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根瘤菌T3F4在小白菜中的定殖动态及其富硒作用

根瘤菌T3F4在小白菜中的定殖动态及其富硒作用

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作者：朱达辉华中农业大学

学位级别：硕士

硒是人体所必需的微量元素,对人体健康至关重要。我国有72%的土壤属于硒缺乏土壤,全球有5-11亿的人口缺硒。人体硒营养主要来源于日常饮食,因此提高食品中的硒含量成为解决人口缺硒问题的关键措施。作物主要从根部吸收氧化态的硒酸盐和... 详细信息

硒是人体所必需的微量元素,对人体健康至关重要。我国有72%的土壤属于硒缺乏土壤,全球有5-11亿的人口缺硒。人体硒营养主要来源于日常饮食,因此提高食品中的硒含量成为解决人口缺硒问题的关键措施。作物主要从根部吸收氧化态的硒酸盐和亚硒酸盐,进一步转化成有机硒,因此,土壤中微生物的硒氧化过程成为作物吸收硒的关键。目前,关于微生物硒氧化的报道极少,硒氧化机制尚无报道。本研究利用筛选到的硒氧化型根瘤菌T3F4,将其应用于盆栽土壤中以促进小白菜富硒,并用绿色荧光蛋白基因gfp标记根瘤菌T3F4,研究其在土壤中及小白菜体内的定殖动态。主要结果如下。1.菌株T3F4及T3F4-GFP对单质硒Se(0)的氧化。在1/5LB培养基中加入0.5g/L单质硒Se(0),160 r/min 28℃培养6天。结果表明,T3F4与T3F4-GFP的硒氧化效率一致。上清液中Se(Ⅳ)含量呈先降后升的趋势,到第6天,上清中Se(Ⅳ)含量为3.25μmol/L,但没有检测到Se(Ⅵ)。2.添加菌剂T3F4能显著提升小白菜的硒含量。小白菜接菌后21天时,处理组Se(0)+T3F4叶片硒含量为2.28 mg/kg,比对照组Se(0)增加了31.1%,处理组Se(Ⅳ)+T3F4叶片硒含量为2.15 mg/kg,比对照组Se(Ⅳ)增加了43.1%。小白菜中的硒以有机硒为主,达到了60%以上。根中的硒含量的变化规律与叶片基本一致。3.T3F4-GFP在土壤和小白菜体内表现出良好的定殖能力。激光共聚焦显微镜观察结果表明T3F4-GFP从小白菜根尖和根毛进入到根内,随后从主根迁移到侧根并在根内长期定殖。采用稀释涂布法检测T3F4-GFP的数量,接菌后第21d时,根际土、非根际土和叶片中T3F4-GFP的数量分别为6.6×10cfu/g,3.2×10 cfu/g和2.0×10 cfu/g。4.添加菌剂T3F4能降低小白菜叶片中丙二醛的含量和过氧化氢酶活性,增加过氧化物酶的活性,而对超氧化物歧化酶、叶绿素及生物量影响不大。5.通过对土壤和小白菜根内细菌的16S r RNA基因的测序,发现接入T3F4不影响土壤和根内的细菌多样性,但根瘤菌属的数量占比显著上升。在根内,Se(Ⅳ)+T3F4与Se(Ⅳ)相比,根瘤菌属(Rhizobium)占比从9.6%上升到18.5%,Se(0)+T3F4与Se(0)相比,根瘤菌属(Rhizobium)占比从13.9%上升到20.1%。总之,根瘤菌T3F4可以将单质硒氧化成Se(Ⅳ)。通过小白菜盆栽实验证明T3F4可以在土壤中和小白菜体内长期定殖,并显著促进了小白菜对土壤中硒的吸收。

关键词：硒氧化根瘤菌T3F4 定殖动态植物富硒

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