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利用蓝藻生物报告体检测水样中可利用铁的研究
Alternative TitleIron-dependent Cyanobacterial Bioreporter forMeasuring Fe Bioavailability in Freshwater Samples
查士红
Subtype硕士
Thesis Advisor胡晗华
2010-12
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Keyword鱼腥藻pcc 7120 生物报告体 可利用的铁 湖泊
Abstract铁是一种重要的营养元素,与铁相关的蛋白质参与蓝藻光合和呼吸作用等重 要的代谢过程。自然水体中铁的存在形式多样,但只有游离的铁离子可以被蓝藻 等浮游植物所利用。物理化学方法只能测定水体中总铁的含量,用活的生物作为 报告体的生物检测可以测定水体中可利用的铁。鱼腥藻PCC 7120 是一种丝状固 氮蓝藻,外膜上存在与铁转运相关的受体,编码这些受体蛋白质的基因受缺铁胁 迫的诱导。本研究以鱼腥藻PCC 7120 为材料,将3 个可能编码和铁转运相关的 外膜蛋白质基因alr2581、alr2153 和alr0397 的启动子分别与luxAB 报告基因融 合,构建了生物报告体,测定了它们对铁浓度响应的时间及范围,并利用它们检 测了太湖、东湖和巢湖水样中可利用的铁浓度。研究的内容和结果如下: 1. 利用鱼腥藻PCC 7120 的3 个基因alr2581、alr2153 和alr0397 的启动子 分别驱动luxAB 报告基因,构建了铁的生物报告体Palr2581-luxAB、Palr2153-luxAB 和Palr0397-luxAB。这三个藻株在+Fe 和-Fe 的BG11 培养基中生长没有明显差异, 但培养后期+Fe 培养基中培养的藻细胞叶绿素a 的含量要显著高于-Fe 条件。在 生长的各个时期,-Fe 条件下培养的藻细胞的LuxAB 酶活均显著高于+Fe 条件, 显示出这3 个基因的表达均受缺铁胁迫的诱导。 2. 经不同Fe3+浓度Fraquil 培养基处理不同时间的三个生物报告体,在12 h 时,藻细胞的LuxAB 酶活与铁浓度pFe(-lg[Fe3+])均呈现出典型的S 形曲线关 系, 即LuxAB 酶活随Fe3+ 浓度的增加而降低, 并在pFe=20.7~21.2 (Fe3+=10-20.7~10-21.2 M)的范围内有很好的线性关系。其中,生物报告体 Palr0397-luxAB 更是在pFe=19.6~21.5 的范围内有良好的线性关系,因而灵敏度更 高,且与另外两个生物报告体相比,LuxAB 酶活背景值较低、响应值最高。 3. 通过石墨炉原子吸收光谱法与利用3 个藻株作为铁的生物报告体,分别 测定了太湖、东湖和巢湖水样中总溶解性铁和可利用铁的浓度。结果显示太湖中 总溶解性铁的浓度最高,东湖其次,巢湖最低;可利用铁的浓度也是太湖中最高, 但巢湖其次,东湖的最低。湖水样品的分析结果还显示藻株Palr0397-luxAB 是最合 适的铁生物报告体,而Palr2153-luxAB 则不能用于3 个湖泊水样中铁的测定。
Pages49
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/12950
Collection藻类生物学及应用研究中心_学位论文
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GB/T 7714
查士红. 利用蓝藻生物报告体检测水样中可利用铁的研究[D]. 中国科学院水生生物研究所,2010.
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