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摘要:通过玉米盆栽试验研究不同水分条件下(土壤孔隙含水量20%和80%)土壤微生物群落结构及种群数量的变化.采集玉米生长第60天时的根际土和表层土,通过MiSeq Illumina高通量测序技术扩增细菌和古菌16S rRNA基因分析群落多样性,同时通过绝对定量PCR扩增细菌和古菌16S rRNA基因分析其种群数量.结果表明:高通量测序共得到41 546个细菌OTUs和6 921个古菌OTUs.土壤中细菌的多样性丰富,优势菌群为变形菌(Proteobacteria)和酸杆菌(Acidobacteria),而古菌的群落组成单一,优势菌群为奇古菌(Thaumarchaeota).非度量多维尺度(NMDS)分析表明不同土壤区域中细菌群落结构具有明显差异,而古菌群落结构受水分和土壤区域的影响不明显.定量分析结果显示细菌和古菌数量受土壤区域和水分条件的影响显著.表层土中细菌和古菌数量均显著高于根际土.根际土中细菌和古菌数量在水分充足条件下均显著高于干旱条件,表层土中细菌和古菌数量也表现出相同趋势.本研究结果表明土壤不同区域(生态位)可能是影响土壤中微生物群落最重要的因素....
摘要:耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans,DR)因其具有对非生物胁迫超强的抵抗能力而备受关注.旨在了解该菌亲水蛋白Dlp在细胞耐受非生物胁迫中的作用,采用融合PCR和基因同源重组技术,获得了dlp基因缺失突变株Δdlp,对野生型DR及突变株Δdlp进行非生物胁迫.结果表明,dlp的缺失导致DR细胞对高盐和氧化胁迫敏感.体外检测氧化胁迫条件下Dlp蛋白对苹果酸脱氢酶(MDH)和乳酸脱氢酶(LDH)活性的保护,结果显示,Dlp蛋白的加入能缓解氧化胁迫条件下MDH、LDH酶活性的损失.由此表明,亲水蛋白Dlp增强了耐辐射异常球菌对非生物胁迫的抗性,并能以类似分子伴侣的形式保护胁迫条件下酶的活性....
摘要:为研究耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans)中drfE编码的铁蛋白DrfE的功能,通过基因回补试验构建drfE基因的回补菌株(pdrfE::△),对野生型WT、突变株ΔdrfE及回补菌株pdrfE::△进行不同浓度H2O2和NaCl胁迫,分别测定野生型WT、突变株ΔdrfE和回补菌株pdrfE::△体内Fe2+含量及抗氧化酶类活性.结果显示,drfE基因缺失导致菌株对氧化和盐胁迫敏感,该基因的回补能够恢复菌株对氧化和盐胁迫的抗性.drfE基因缺失导致耐辐射异常球菌体内Fe2+浓度由232 μmol/L增加至293 μmol/L;80 mmol/L H2O2处理30 min后,突变株ΔdrfE的CAT活性下降32.74%,SOD下降41.3%.以上结果表明DrfE蛋白可能参与耐辐射异常球菌铁代谢途径,并且在细胞抗氧化体系中发挥重要作用....
[硕士论文] 吴小丽
生物学 西南科技大学 2017(学位年度)
摘要:铁是生物体正常生长不可或缺的元素,而细胞内过量的铁离子会引起Fenton反应而产生ROS,从而导致细胞氧化损伤。已有研究表明生物体中,铁蛋白具有氧化胁迫抗性、调节细胞内铁离子浓度等作用。极端耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans)抗氧化基因组序列分析,发现一个的类铁蛋白编码基因(drB0118),已有的研究表明该蛋白失活导致细胞对干燥胁迫敏感,但在调节细胞内铁离子浓度及氧化胁迫抗性的作用尚无报道。本研究通过生物信息学分析、基因突变和异源表达等方法对DrfE蛋白的抗氧化功能进行初步研究,主要取得如下研究结果:
  (1)利用生物信息学方法,对耐辐射异常球菌DrfE进行生物信息学分析,发现drfE位于耐辐射异常球菌基因组大质粒上,该蛋白由337个氨基酸组成,含有一个与铁蛋白类似保守结构域,属于铁蛋白2超家族。因此,将该蛋白命名为DrfE(Deinococcus radiodurans Ferritin,DrfE)。其氨基酸序列分析表明,该蛋白具有明显的跨膜结构和蛋白疏水区,是一类典型的跨膜蛋白。
  (2)为了研究耐辐射异常球菌 drfE的功能,本研究采用融合PCR和体内同源重组的方法成功构建了drfE基因的缺失突变株(ΔdrfE)和功能回补菌株(pdrfE::Δ)。胁迫冲击实验显示,drfE基因缺失导致耐辐射异常球菌对氯化钠和过氧化氢敏感,80mM H2O2处理30min后,突变株比野生型菌株的生存力低4个数量级,5M NaCl处理6h导致突变株的生存力降低2个数量级,且回补株能够完全恢复突变株ΔdrfE的表型。
  (3)对野生型DR、突变株ΔdrfE和回补菌株pdrfE::Δ中体内过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性测定的结果表明,在正常培养条件下,drfE基因缺失导致耐辐射异常球菌CAT和SOD活性下降(突变株的酶活分别下降28.36%和6.42%);而氧化胁迫(80mM H2O2处理30min)条件下,差异尤为显著(突变株酶活下降32.33%和41.30%)。进一步对胞内Fe2+含量进行测定,结果显示drfE基因缺失引起耐辐射异常球菌细胞中胞内Fe2+含量增加了26%,达293μmol/L。
  (4)将耐辐射异常球菌DrfE蛋白异源表达在大肠杆菌中,表型分析结果表明,DrfE蛋白明显增强了大肠杆菌对氯化钠和过氧化氢的胁迫抗性。在15mM H2O2处理10min条件下,DrfE蛋白异源表达的大肠杆菌生存力增加了2个数量级,1.5M NaCl处理6h条件下,其生存力增加1个数量级。
  总之,耐辐射异常球菌drfE基因在盐和氧化胁迫反应中发挥重要作用,能维持细胞CAT和SOD活性,有效降低胞内Fe2+含量,保护细胞免受氧化损伤,其分子作用机制有待于进一步研究。
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