Изменение состава сообществ бактерий-деструкторов в условиях загрязнения устойчивыми органическими соединениями

• Автор: Панов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1. Устойчивые органические соединения (УОС) и загрязнение
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
1.1. Нефтепродукты и загрязнение окружающей среды
1.2. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)
1.3. Деградация устойчивых органических соединений
1.3.1. Абиотические механизмы деградации
1.3.2. Микробная деградация УОС
1.3.3. Восстановление загрязненной среды
1.3.4. Исследование микроорганизмов-деструкторов УОС
2. ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ РАЗНООБРАЗИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ-ДЕСТРУКТОРОВ
УСТОЙЧИВЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ГЕНОВ ДИОКСИГЕНАЗ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
3. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ БИОДЕГРАДАЦИИ УОС
3.1. Плазмиды биодеградации
3.2. Гены биодеградации нафталина псевдомонад
3.3. Биодеградация салицилата
3.3.1. Генетические системы деградации салицилата псевдомонад и
родственных родов
3.4. Регуляция, распространение и эволюция катаболических оперонов
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
1. Бактериальные штаммы и плазмиды
2. Среды, источники углерода и антибиотики
3. Нефтешламы
4. Биореактор (проточная система) и параметры культивирования
5. Почвенный эксперимент
6. Определение содержания нефтепродуктов в нефтешламах
7. Определение концентрации нафталина в почве

8. Выделение микроорганизмов-деструкторов УОС прямым высевом
9. Экзогенная изоляция конъюгативных плазмид
10. Выделение экзополисахаридов
11. Конъюгация
12. Выделение суммарной ДНК из почвы
13. Выделение тотальной ДНК
14. Выделение плазмидной ДНК
15. Полимеразная цепная реакция (ПЦР)
16. Визуализация ДНК и выделение ДНК из геля
17. Денатурирующий градиентный гельэлектрофорез (ДГГЭ)
18. Секвенирование ДНК
19. ДНК-ДНК гибридизация (блот-гибридизация)
20. Рестрикция ДНК
21. Индукция салицилатгидроксилазы
22. Определение активности ферментов
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
1. Изменение состава сообщества бактерий-деструкторов
АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НЕФТЕШЛАМОВ ДО И ПОСЛЕ ИХ
ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ В ПРОТОЧНОМ БИОРЕАКТОРЕ
1.1. Выделение и характеристика бактерий из нативных нефтешламов
1.2. Выделение и характеристика бактерий после обработки нефтешламов в ферментёре
1.3. Молекулярно-генетический анализ штаммов, выделенных из нефтешламов
2. Влияние загрязнения устойчивыми органическими соединениями на состав ПОЧВЕННОГО МИКРОБНОГО СООБЩЕСТВА
2.1. Исследование незагрязнённой почвы
2.2. Динамика численности аборигенных штаммов в загрязнённой почве
2.3. Изменение состава почвенного бактериального сообщества в течение

эксперимента
2.4. Динамика присутствия генов пакАс и паЪН в загрязненной почве
3. Бактерии, выделенные из загрязнённой нафталином почвы

3.1. Изоляция и характеристика почвенных бактерий
3.2. Генетический контроль биодеградации нафталина у выделенных штаммов
4. SCPA - НОВЫЙ ГЕН САЛИЦИЛАТГИДРОКСИЛАЗЫ, ЛОКАЛИЗОВАННЫЙ НА ПЛАЗМИДАХ ДЕГРАДАЦИИ САЛИЦИЛАТА/КАПРОЛАКТАМА
4.1. Плазмиды биодеградации салицилата
4.2. Идентификация гена салицилатгидроксилазы, локализованного на плазмидах биодеградации салицилата/капролактама
4.3. Филогенетический анализ нового гена салицилат-1-гидроксилазы scpA
4.4. Активность салицилатгидроксилазы ScpA, кодируемой SAL/CAP
плазмидами
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

В начале 90-х была сформулирована модульная теория эволюции катаболических путей, которая предполагает сборку катаболических модулей путём транспозиционных событий [182], после чего в результате рекомбинаций могут происходить перестройки в ДНК, делеции несущественных генов и другие подобные события. Данная теория подтверждена многими фактами, но наиболее ярким примером является организация wng-оиерона у Ralstonia sp. U2. Сходство между nag- и nah-генами «верхнего» пути деградации нафталина позволило предположить, что они произошли от общих предшественников [194]. Однако в ходе эволюции «ag-onepoHa произошло внедрение генов салицилат-5-гидроксилазы (nagGH) между генами nagAa и nagAb. Таким образом, ферредоксинредуктаза и ферредоксин стали общими для двух ферментов: нафталин-1,2-диоксигеназы и салицилат-5-гидроксилазы. Так были оптимизированы размеры области, занимаемой катаболическими генами, что способствует наиболее эффективной транскрипции всего катаболического пути.