镰刀菌QHM和BWC1在两个组学上对苯酚降解的研究

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zouwen111
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本研究于清河门矿井水和本溪水洞各筛选出一株镰刀菌,基于多基因建立进化树方法,鉴定了Fusarium sp.BWC1为亚黏镰刀菌,Fusarium sp.QHM为镰刀菌属,经Illumina平台对基因组测序后进行生物信息学分析发现两株镰刀菌均具有降酚潜能。利用转录组学技术对400 mg/L浓度苯酚胁迫下的Fusarium sp.BWC1进行RNA测序,通过差异基因的表达与富集分析,得出苯酚降解途径,并阐释了亚黏镰刀菌在苯酚胁迫下的响应机制。具体结果如下:(1)将分离的两株镰刀菌利用DNA测序技术进行基因组学分析,Fusarium spp.QHM和BWC1分别得到14814和15295个基因。通过功能注释发现,两株真菌在六个方面有潜在应用价值,能够降解异源物质如苯酚,通过分析发现完整的苯酚降解路径(KO00362)。(2)经苯酚降解生化实验分析,Fusarium spp.QHM和BWC1最佳降解率均在苯酚浓度为300 mg/L,PDR分别为43.65%和39.91%;苯酚污水模拟实验中,300~700 mg/L苯酚浓度下,PDR为44.15%~65.55%,Fusarium sp.BWC1降解效果更好。在酸性或中性条件下两株真菌均可实现对苯酚的降解。(3)转录组学分析苯酚代谢通路中,上调的重要基因有:苯酚羟化酶(代谢起始催化酶)→儿茶酚1,2双加氧酶(关键酶)→三羧酸循环(乙酰辅酶A、苹果酸脱氢酶、柠檬酸合酶、D-乳酸脱氢酶、琥珀酸半醛脱氢酶),由此可判断亚黏镰刀菌有氧降解苯酚唯一的代谢通路为:苯酚→儿茶酚→顺式,顺式粘糠酸→三羧酸循环→H2O+CO2。(4)对Fusarium sp.BWC1进行了转录组学分析,得到2050个差异基因。通过差异基因富集发现,趋化性、ABC转运蛋白、色素、热激蛋白、压力响应、外排泵、细胞对氧化的应激反应相关基因上调,脂肪酸合成与代谢、多种氨基酸代谢、糖类的合成与糖酵解活动加强,表明在苯酚的胁迫下,菌体通过基因调控表达了积极的响应,从而实现了苯酚降解和耐受。该论文有图27幅,表12个,参考文献154篇。
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