Фенотипический и генотипический полиморфизм штаммов Acidithiobacillus ferrooxidans

• Автор: Агеева, Светлана Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 190 с. : ил.

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1. Сообщество хемолитотрофных микроорганизмов, окисляющих Рс2, Б

и сульфидные минералы при низких значениях

2. Характеристика АссШоЬасшеггоохсапз

2.1. История открытия. Таксономическое положение.

2.2. Особенности морфологии и структурной организации клетки.

2.3. Физиология и метаболизм А.еггоохсат

2.3.1. Физиологические особенности .

2.3.2. Особенности конструктивного и энергетического метаболизмов

2.4. Механизмы бактериального окисления Ре2, 8 и сульфидных минералов

2.4.1. Участие клеточных структур и метаболитов в процессах окисления Ре2, Б0 и сульфидных минералов
2.4.2. Окисление Ре
2.4.3. Окисление элементной серы и е восстановленных соединений
2.4.4. Окисление сульфидных минералов
2.5. Генетическая система А. еггоохсат
2.5.1. Размер генома и нуклеотидный состав ДНК.
2.5.2. Генный состав А. еггоохсат характеристика отдельных генов
и продуктов их экспрессии
2.5.3. Мобильные нуклеотидные повторяющиеся последовательности
в геноме А. xi.
2.5.4. Плазмиды А.еггоохсат.
3. Фенотипические и генотипические характеристики штаммов
А. епоохсапх
3.1. Штаммовый полиморфизм А.еггоохсат
3.2. Штаммовый полиморфизм структуры хромосомной ДНК
у А. xi
3.3. Влияние различных факторов среды на генотипическую изменчивость
А. xi
3.3.1. Влияние субстрата окисления.
3.3.2. Влияние концентрации ионов металлов.
3.3.3. Влияние среды
Заключение по обзору литературы
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 2. Объекты и методы исследований.
2.1. Штаммы А. xi и условия культивирования
2.2. Методы исследований.
2.2.1. Аналитические методы
2.2.2. Генетические и молекулярнобиологические методы.
2.2.2.1. Выделение ДНК.
2.2.2.2. Анализ ДНК
2.2.2.3. Перенос и гибридизация по Саузерну
2.2.2.4. Амплификация и секвенирование генов Б рРНК
2.3. Филогенетический анализ.
2.4. Математикостатистический анализ данных.
Глава 3. Результаты и обсуждение.
3.1. Изучение генотипического полиморфизма штаммов .xi
и оценка филогенетической гетерогенности вида
3.1.1. Экологическое разнообразие штгммоъ А. xi
3.1.2. Анализ сходства структуры хромосомной ДНК штаммов
А. xi методом пульсэлектрофореза
3.1.3. Нуклеотидный состав ДНК и размер генома у штаммов
А. xi
3.1.4. Анализ сходства тотальных геномов штаммов А. еггоохсат методом
ДНКДНК гибридизации.
3.1.5. Филогенетический анализ генов Б рРНК и оценка филогенетической
гетерогенности вида А. еггоохгапя.
3.2. Изучение фенотипических особенностей штаммов А. еггоохсапз
3.2.1. Штаммы А.еггоохсап. и характеристика субстратов их выделения
3.2.2. Окисление Ре
3.2.3. Адаптация штаммов А. еггоохсат к новым энергетическим субстратам.
3.2.3.1. Адаптация штаммов А. еггоохсат к элементной сере.
3.2.3.2. Адаптация ихтшмоъ А.еггоохсагБ к пириту
3.2.3.3. Адаптация штаммов А. xi к сульфидному концентрату
3.3. Изучение особенностей структуры хромосомной ДНК у штаммов
А.еггоохсат, адаптированных к разным энергетическим субстратам.
3.4. Штаммовый полиморфизм плазмидных профилей у А. еггоохсам
3.4.1. Плазмидные профили штаммов А.еггоохсапз, выделенных из природных субстратов
3.4.2. Плазмидные профили штаммов А.еггоохсап5 с экспериментально повышенной устойчивостью к ионам металлов или токсичных элементов
3.5. Изучение плазмидных профилей штаммов А.еггоохсапя, адаптированных к разным энергетическим субстратам.
3.6. Изучение взаимодействия хромосомной и плазмидной ДНК у штаммов
А.еггоохсстя, адаптированных к разным субстратам окисления.
3.6.1. Рестрикционный анализ плазмид из штамма А. еггоохсапБ ТРВк
3.6.2. Гибридизация ДНК плазмиды рТТК2 с хромосомной ДНК штаммов
А. xi, адаптированных к разным энергетическим субстратам
3.6.2.1. Гибридизация ДНК плазмиды рТТК2 с хромосомной ДНК штамма ТИЗк, адаптированного к разным субстратам окисления.
3.6.2.2. Гибридизация ДНК плазмиды рТТК2 с хромосомной ДНК других
штаммов А.еггоох1с1ап8у адаптированных к разным субстратам окисления.
Заключение.
Выводы.
Литература


Н. Роль в биогидрометаллургии штаммового разнообразия хемолитотрофных микроорганизмов как проявление микроэволюционньгх процессов в экстремальных условиях В сб. Материалы 1го Международного конгресса по биотехнологии. С. 9. Москва октября г. I., v Т. Т. . А. М. Т. V. II I. V. . I. i i ii ii I i Ii ii i. И. Кондратьева Т. Ф., Тупикина О. В., Агеева С. Н., Саморукова В. Д., Каравайко Г. И. Изменчивость хемолитотрофных микроорганизмов как основа регуляции их жизнедеятельности в экстремальных условиях Тезисы 2го Московского Международного конгресса Биотехнология состояние и перспективы развития в печати. Каравайко Г. И., Кондратьева Т. Ф., Пивоварова Т. А., Меламуд В. С., Агеева С. Н. Ацидофильные хемолитотрофные микроорганизмы, их особенности и роль в биогидрометаллургии Тезисы 2го Московского Международного конгресса Биотехнология состояние и перспективы развития в печати. Глава 1. В природных и технологических кислых средах 1,0 3,5, содержащих сульфидные минералы, формируются микробные сообщества, которые включают представителей филогенетически отдаленных групп микроорганизмов i, , , i, . Их объединяет способность получать энергию за счет окисления таких неорганических субстратов, как закисное железо , , . Представителями таких микроорганизмов являются грамотрицательные мезофилытые бактерии iiii xi , i, . I, , , , ii xi , , грамотрицательная умереннотермофильная бактерия iiii , i, , , , грам положительные бактерии рода i . Меламуд и др. В природных условиях данные микроорганизмы участвуют в процессах выщелачивания металлов из руд и горных пород, играя ведущую роль в биогеохимических процессах, в частности, круговороте серы, железа и других сопутствующих элементов Каравайко и др. Каравайко и др. Несмотря на основной общий признак способность использовать при низких значениях окисление перечисленных выше субстратов для получения энергии, рассматриваемые микроорганизмы значительно различаются по морфологии, а также физиологическим характеристикам отношению к температуре, источникам энергетического и конструктивного метаболизма. Оптимальные температуры для роста варьируют от С у мезофильных форм до С у умереннотермофильных и С у термофильных. Некоторые представители ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов, например, . Эти микроорганизмы являются как строгими автотрофами . М Пивоварова, Головачва, . Представители рода i могут расти в авто, гетеро и миксотрофных условиях, предпочитая последние Вартанян и др. Бактерии, окисляющие закисное железо, элементную серу и е восстановленные соединения, а также сульфидные минералы при низких значениях , являются аэробами. Однако, как отмечает Джонсон , , множество природных изолятов фактически являются факультативными анаэробами, способными сопрягать окисление неорганических доноров электронов с восстановлением ионов трхвалентного железа 3. Имеются данные о возможности окисления . Кроме того, , по данным Брайли i, , и . Сугио i , , в анаэробных условиях могут окислять элементную серу, используя в качестве акцептора электронов шестивалентный молибден, восстанавливая его до пятивалентной формы. Существенной физиологической особенностью рассматриваемых микроорганизмов является их устойчивость к некоторым ионам тяжелых металлов и токсичных элементов 2, i2, Со2, 2, 3 и др. Вартанян и др. Таким образом, окислять закисное железо, элементную серу и е восстановленные соединения, а также различные сульфидные минералы при низких значениях могут представители разных систематических групп в широком диапазоне физикохимических параметров среды. Их физиологическое разнообразие предполагает разнообразие путей окисления источников энергии, механизмов регуляции этих процессов, уровня устойчивости в экстремальных условиях среды, а также обеспечивает возможность проведения биогидрометаллургических процессов на различных типах минерального сырья и в разных температурных режимах. Физиологические особенности некоторых ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов, используемых в биогидрометаллургии, представлены в таблице 1. Таблица 1.