沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)CQV97铁载体的初步研究

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铁载体在微生物对铁的吸收运输过程中起到了重要的作用,同时其在环境和疾病治疗方面的作用也成为近年来的研究热点,本文综述了当前微生物铁载体的研究现状,大多数微生物都能在限铁的生长条件下产生铁载体,然而对不产氧光合细菌(APB)铁载体的研究很少,对其是否产铁载体也还没定论。基于此,本论文以筛选到的一株能产生铁载体的不产氧光合细菌—沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)CQV97作为研究材料,探求铁对CQV97菌株生长、光合色素和铁载体合成的调控作用;又进一步通过柱层析对限铁培养菌体上清中的铁载体进行分离纯化,进一步证明了分离到的铁载体的铁离子运输功能,以及铁载体对菌体生长和色素合成的影响。主要研究结果如下:R. palustris CQV97能够产生异羟肟酸型铁载体,未添加FeCl3时,铁载体含量最高,铁载体的产生与生长呈非关联型。随FeCl3浓度升高,菌体生长潜伏期缩短,生长速率、最终生物量以及光合色素(细菌叶绿素BChl a和类胡萝卜素Car)含量均提高,而检测到的游离铁载体含量降低,80μmol/L FeCl3时生物量最高,100μmol/L时,Car和BChl a含量达到最高。FeCl3浓度对BChl a的组分影响不明显,但引起Car的主要积累组分由Spirilloxanthin转化为Rhodopin,积累的Car组分的平均共轭体系降低。色素提取液的Car特征性光谱出现蓝移现象。AB-8大孔树脂作为柱层析材料进行铁载体的分离可以有效除去大部分色素和蛋白杂质,用于对铁载体进行初步分离。铁载体对菌体生长和色素合成具有重要的调控作用。当环境中未添加铁时,低浓度铁载体使得菌体生长潜伏期缩短,生长速率和最终生物量以及光合色素(细菌叶绿素BChl a和类胡萝卜素Car)含量有较明显的提高;而添加高浓度铁载体对菌体生长的促进作用相对减弱。而当环境中铁充足时(>80μmol/L)时,铁载体对菌体生长影响不大。铁载体对不同铁浓度培养的菌体所产BChl a影响规律相差不大,铁载体浓度升高,BChl aP相对含量上升,BChl aGG、BChl aDHGG、BChl aTHGG相对含量下降;而不同铁浓度培养的菌体所积累的各Car组分对铁载体浓度的响应具有明显差异。此外,CQV97菌株产生的铁载体可被大肠杆菌利用,促进限铁条件下大肠杆菌的生长。沼泽红假单胞菌CQV97能产生异羟肟酸型铁载体,铁和铁载体对CQV97菌体生长和色素合成具有重要的调控作用。
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