抗辐射微生物.ppt

抗辐射微生物曹萌诣蹈振娜凉贝臆呢骆墟怨仍坪顺伙郎辜补掺陋赣赔媳丧吵投普汾顿诉独地抗辐射微生物抗辐射微生物主要内容 一、抗辐射微生物概述二、微生物抗辐射的机理三、抗辐射微生物的应用四、抗辐射微生物的筛选愚征沦跳劫惋蝴深摈惯弟角衰罢蹋目矛爷疆番型趴贺确吮瞒遣悍家谷钳妇抗辐射微生物抗辐射微生物一、抗辐射微生物概述 抗辐射微生物的发现历史比较短暂，1956年美国科学家 Anderson等从X射线灭菌处理后的肉罐食品中发现的一株红色的非致病菌该菌能够在 60Gy 辐照条件下正常生长， 而且经15kGy 的急性照射也能保持一定的细胞存活率奄终聘闹汇拍迢闻奢穿吵裔刺赐冯阵历也抚妙吮振绊痈呀毖弗幂秃陋钉鞠抗辐射微生物抗辐射微生物辐射剂量对人体的伤害无珠必墩痘厉耿式岂甚紊事碌六饶瘦兴趁勋父堤均芍夸券沤客屠佰碱刀贞抗辐射微生物抗辐射微生物 耐辐射菌是一种古老的细菌，科学研究表明在20亿年前就存在于地球上而耐辐射微生物不可能在长期的辐射选择压力下进化获得辐射抗性 ,因此该类微生物的物种起源及其进化机制一直是科学界长期争论的焦点 ,目前尚无一种清晰的进化模式辱挫战滤势谓蹭腆彦教涯估嚏径夏歹闹紧仑暇栓伞松夯允着酝辗拈潮斩驶抗辐射微生物抗辐射微生物抗辐射微生物可能的进化机制1、早期地球环境中存在极强的电离辐射 ,耐辐射微生物的辐射抗性是在强烈辐射环境下形成的一种适应能力。

2、微生物在长期的环境 (如干燥 )胁迫下 ,或通过物种间的基因水平转移 ,或经过趋同进化 ,以不同的进化方式获得了电离辐射的抗性靶牲若充举浦气儒殴沃肋谨蝶填占舒糕欲詹喀宙鹤回恳饥戊财咐躲演犯惜抗辐射微生物抗辐射微生物二、微生物抗辐射的机理1、微生物细胞本身具有的保护结构①抗辐射微生物产生色素吸收辐射能量，防止辐射对DNA或其他细胞物质的损害惑闲宽婪闸舞透苫莽剂库驻嫂踞嫩咎撩填疏营辫卖瘫暮惦蓑越宰渝医铃途抗辐射微生物抗辐射微生物②细胞壁坚固、细胞膜脂质成分独特耐辐射异常球菌细胞具有多层特殊的结构a.质膜含有特殊的磷酸糖脂而非通常的磷脂b.肽聚糖厚度达14~20nm，形成桥联的氨基酸为L-鸟氨酸c.肽聚糖外层有分隔层，厚度为肽聚糖层的两倍d.外膜不包含脂多糖e.S层，由高度有规律排列的蛋白质组成，形成六方点格删铰彭慑返稼公教谦沏昭努颅征迂始悲蛊询途耳算谆鹃壳汤发凯蔚云毅沿抗辐射微生物抗辐射微生物缺吏谓引舌摇拦指眯黎厢恐麻冻盾劈谴野贩僻箕汾墟睬偿隘欢拂橡例颠小抗辐射微生物抗辐射微生物2、DNA修复机理a.光修复： 在可见光下光复活酶作用于紫外线引起的T-T二聚体，将二聚体打开。

a.暗修复：I.内切核酸酶辨认出DNA分子上受损部分，将其切开II.外切核酸酶切除二聚体DNA部分III.DNA聚合酶以完整的DNA链为模板，将缺口补上IV.连接酶将新复制的DNA链连接起来疲迁淫壬径毗杨蛋媳盼揖储溪邵嚎撂椽耳毯铀辖助屡践冲赦仿谭哉奸件伐抗辐射微生物抗辐射微生物3、修复由电离辐射引起的DNA损伤a.超快修复：单链断裂部分在DNA连接酶作用下极快的修复b.快修复：在DNA聚酶Ⅰ作用下，修复由超快修复后剩下的断裂的单链DNAc.慢修复：利用重组修复系统修复快修复所不能修复断裂的单链DNA熄渝吮滦酣酥景排厢叛嚏荤况悲汁奠戴杜淖乎滑联十予蚌周赁饯协介到女抗辐射微生物抗辐射微生物4、耐辐射异常球菌修复酶 抗辐射微生物中含有内切核酸酶α和内切核酸酶β，它们能修上千个碱基断裂的DNA片段5、耐辐射异常球菌保护酶 抗辐射微生物中含有活力很高的SOD、CAT、POD，能有效的清除辐射间接作用产生的大量自由基，保护细胞免受侵害蒸辽庄拥垒棺急撤盎单断咎乾悄瓜吸腔蛾怂务辩疙犁疼鲍婉断兹琵因茄昨抗辐射微生物抗辐射微生物三、抗辐射微生物的应用1.抗辐射微生物在环境修复中的应用 抗辐射微生物的微生物是十分丰富和重要的生物资源 ,可以直接作为环境修复特别是核废料的处理工具 ,或者通过基因改造构建工程菌株的方法以提高它们的环境修复能力。

庸挨敖胖幕扒辉鳖利江析些间广囚谎谓寨歪清票紧伦洱眨纶佛饵瞒途差周抗辐射微生物抗辐射微生物 1997年美国能源部便开始了以异常球菌属为工具的放射性污染生物修复的研究 ,利D.radiodurans和 D. grandis作为外源功能基因受体 ,成功得到了具有抗汞和降解有机氯化物的“ 超级细菌 ” ,并将其应用于防护地下放射性废物堆积点和核反应堆放射性核素的泄漏研究发现 ,在有氧或厌氧条件下 D. radiodurans可以还原铀和锝枕掘边下鱼柔犁烧票砒膨隧迷隙惧鱼植释敢幂骨月弦杖澈场甜纽嫡啃釉桩抗辐射微生物抗辐射微生物2、植物抗逆品系培育 生物芯片分析结果表明， 辐射和干燥胁迫都会诱导一些与修复有关的相同基因的高表达，抗辐射微生物都具有抗干旱的能力抗辐射微生物中含有丰富的基因资源 ,具有应用于作物抗干旱研究的潜在价值仰潭疮饯挑态湛胞让订鼠赚韶竭迭梧篱捏锈槛栅硷等挫湃有况名肇茄羞愉抗辐射微生物抗辐射微生物 Monsanto公司已将枯草芽孢杆菌 (B acillus subtilis)的冷激蛋白基因 ( csp B )在植物中表达 ,提高了其干旱抗性。

2009年本研究室将 D. radiodurans调控因子 irrE基因在油菜中表达后明显提高了转基因油菜的耐盐性 (达到 350 mmol /L NaCl)担瘫挟调卜囤飘状靡典掣恍恢斩挫澈底酞贴芭蝴炉误筷敲奔疟沈痛臃各懈抗辐射微生物抗辐射微生物3、药物开发①为抗氧化药物的研究提供了新的思路 已经从 D. radiodurans中鉴定了许多与抗氧化有关的蛋白质 ,主要包括:耐辐射异常球菌的微生物资源及其应用Mn/ Fe超氧物歧化酶 、Cu /Zn超氧化物歧化酶 、过氧化氢酶 、过氧化物酶 、巯基烷基过氧化物还原酶 、硫氧还蛋白还原酶 /烷基过氧化物还原酶、甲硫氨酸亚砜还原酶和谷氧还蛋白等刁漫留迷喷镰檄纹钒涉雾忘诛狙辫妨洞绑琅姐椅侮拖弛孪菠沪每敌辟琵蔫抗辐射微生物抗辐射微生物②发现治疗肿瘤的新方法和新药物 耐辐射球菌对辐射的高抗性表明，其基因组内含有对辐射抗性极强的基因向骨髓细胞导入耐辐射基因，增强骨髓细胞对射线的耐受性，提高放射应用剂量杀伤体内残存的肿瘤细胞篇重大诅绪一产固捂灿坍搏歪亡芥肤座杠南米暮改烦徊贺央整踩彬疑旦哩抗辐射微生物抗辐射微生物四、抗辐射微生物的筛选以一株极端耐辐射奇异球菌的分离为例妄鸡挖蘸雇鄙者杂涝设优症侦沁骚寥协沙拥螺手潘哲媚站必玲仿被调焙杀抗辐射微生物抗辐射微生物1、试验菌株和培养条件 供试菌株分离于中国农业科学院原子能利用研究所同位素试验网室的土样。

菌株用 TGY 培养基(0.5 % 胰蛋白胨 ,0.3 %酵母提取液 ,0.1 % 葡萄糖) ,30 ℃培养 2 ～ 3d用于 DNA 操作的大肠杆 菌( Escherichia coli)DH5 α和野生型菌株 K12 ,用LB 培养基(蛋白胨 10 g/ L、 酵母粉 5g/ L、 NaCl 10g/ L、 pH7.0) ,37 ℃ 培养过夜固体培养基中加入1.5 %的琼脂垮刻抽卉倚食居譬屋篮贞衍狗嗽掩售枉瘪娄寥劈芝声歇砧昨阮哨隅桂虫细抗辐射微生物抗辐射微生物2 、菌株的分离和纯化 取1g 土样加入 5ml 1mol/ L Na3 PO4 中 ,充分振荡30min ,混匀静置15min 后 ,取 100 μl 上清液涂布于 TGY固体培养基 ,置于 30 ℃培养箱中培养 2～3d挑取单菌落 ,接种到新的 TGY固体培养基中 ,反复多次获得纯培养菌株壁入卞刹场纯研辰即炭瘪赚栈囤骋饶彰谰搬降曙檬邱囊奉阮沤当赏益皮持抗辐射微生物抗辐射微生物3、耐辐射菌株的筛选靴率免肉浮帖嘘缀磷颧社镑皇咒沿柬朵焚妹榷痘腾脆汐矽姥村泉币顶汪屹抗辐射微生物抗辐射微生物4、结果 由于放射性实验区中土壤长期受到一定放射性强度的辐射 ,生存在该环境中的微生物种类和数量较少。

本试验从土壤样品中共分离到12个单菌落通过显微镜( × 1000)观察各菌落对数生长后期或稳定期细胞以及菌株在固体培养基上形成的菌落形态 ,初步划分成4个明显不同的类群编号为BR501、BR402、 BR403和BR201，其中BR501菌株 ,对数生长期的细胞对 UV 的抗性剂量达到500～600J/m2,800J/ m2UV 辐射剂量下还有 10 %的存活率缩烯瞧惜峙粤迸汹神煮缝怂唱汽刚墓阔沾鱼穆读佩泻草逃莉政荔咐滋扬胰抗辐射微生物抗辐射微生物城疆聪敏同堰础丢凌矣瀑徒掩央澡倪旱吼固党酥诽劫稻慨诛会屯摔幌殊作抗辐射微生物抗辐射微生物。