废水处理中白腐真菌与重金属相互作用的胞外微观机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    50908078
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    陈桂秋
  • 依托单位：
    湖南大学
  • 学科分类：
    E1002.城市污水处理与资源化
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

针对我国废水中重金属-有机物复合污染严重的现状，全面系统地研究废水处理中白腐真菌胞外分泌物（胞外酶、草酸、黑色素、蛋白质等）在重金属胁迫下的分泌规律，建立白腐真菌胞外分泌物与重金属的动态响应关系；同时运用现代分析手段，表征废水处理中白腐真菌胞外结晶颗粒中金属化合物、胞外有机组分的主要元素与重金属的键合特征，明确胞外蛋白质组分对金属结晶的贡献；研究含重金属废水生物处理中白腐真菌的表面能变化规律、胞外金属结晶颗粒的二维台阶生长参数、结晶颗粒聚集的有机物质种类及金属结晶颗粒生长的促进机理。本研究不仅对探索微生物处理重金属污染废水的胞外微观机理、调控重金属废水的微生物处理效率具有非常重要的意义，而且为金属纳米颗粒的微生物胞外仿生合成、微生物胞外分泌物控制的纳米结晶材料的生物矿化等领域的研究提供理论借鉴。

结项摘要

针对我国废水中重金属—有机物复合污染严重的现状，本研究围绕“废水处理中白腐真菌与重金属相互作用的胞外微观机理”，进行了以下研究： . 研究了P. chrysosporium对Cd(II)、Cu(II)和Zn(II)的吸附。在最佳吸附条件pH 5.5~6.5、温度为37℃、吸附6h条件下，P. chrysosporium对Cd(II)、Cu(II)和Zn(II)的最大吸附容量分别为66.23 mg/g、74.78mg/g和54.12 mg/g。二级动力学方程比一级动力学方程更适合描述P. chrysosporium对这三种离子的吸附。. 开发了白腐真菌胞外聚合物(EPS)的提取方法，确定了EPS的主要组分，揭示了EPS在白腐真菌吸附重金属中的重要作用。探寻到了一种白腐真菌胞外金属结晶颗粒聚集生长的方法，揭示了聚集生长后的金属结晶颗粒的微观性质，深入探讨了白腐真菌胞外金属结晶颗粒形成、聚集生长机理。. 揭示了重金属和有机污染物胁迫下，P. chrysosporium胞外粒子流变化规律及氧化应激机制和抗氧化解毒机制。2,4-二氯苯酚和Cd胁迫下，发现了显著的H+ 和 O2 在细胞膜内外的交换。低镉条件下超氧化物歧化酶与丙二醛有着很好的相关性，这种相关性伴随着丙二醛水平的显著增加在高镉条件下消失。 . 开发了重金属诱导下黄孢原毛平革菌胞外分泌蛋白的提取方法。已找到具有特定功能调节作用的17个胞外蛋白。谷胱甘肽硫转移酶、酒石酸盐脱氢酶、3-磷酸甘油醛和细胞色素P450在Phanerochaete chrysosporium对重金属抗氧化和螯合过程起了重要作用。. 探寻了一种白腐真菌处理重金属和有机污染物复合污染废水的方法，获得了pH 6.5和5 mg/L Cd及20 mg/L 2,4-DCP条件下最佳去除效果。在高水平木质素过氧化物酶（7.35 U/mL）和锰过氧化物酶（8.30 U/mL）条件下能使2,4-DCP得到很好的降解。. 研究了聚乙烯亚胺改性黄孢原毛平革菌对重金属的吸附。改性后Zeta电位零点从pH 3提高到10.8。改性后黄孢原毛平革菌表面引入了大量胺基和羟基基团。部分Cr(Ⅵ) 还原成Cr(Ⅲ)。在最佳pH 3条件下，改性菌体对Cr(Ⅵ) 最大吸附容量达到了344.8mg/g，吸附性能得到了显著提高。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（5）
白腐真菌胞外聚合物及其对菌体吸附Pb2+的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    环境科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王亮;陈桂秋;曾光明;张文娟;范佳琦;沈国励
  • 通讯作者：
    沈国励
新型高效改性技术在重金属废水处理中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    环境科学与技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张文娟;陈桂秋;曾光明;王亮;陈云
  • 通讯作者：
    陈云
Transfer of heavy metals from compost to red soil and groundwater under simulated rainfall conditions
模拟降雨条件下堆肥中重金属向红壤和地下水的转移
  • DOI：
    10.1016/j.jhazmat.2010.04.118
  • 发表时间：
    2010-09-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
  • 影响因子：
    13.6
  • 作者：
    Chen, Guiqiu;Zeng, Guangming;Shen, Guoli
  • 通讯作者：
    Shen, Guoli
Cadmium removal and 2,4-dichlorophenol degradation by immobilized Phanerochaete chrysosporium loaded with nitrogen-doped TiO2 nanoparticles
负载氮掺杂 TiO2 纳米粒子的固定化黄孢原平革菌去除镉和降解 2,4-二氯苯酚
  • DOI：
    10.1007/s00253-012-4121-1
  • 发表时间：
    2012-05
  • 期刊：
    Applied Microbiology and Biotechnology(SCI 2013 IF=3.811)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Chen Guiqiu;Guan Song;Zeng Guangming;Li Xiaodong;Chen Anwei;Shang Cui;Zhou Ying;Li Huanke;He Jianmin
  • 通讯作者：
    He Jianmin
Simultaneous cadmium removal and 2,4-dichlorophenol degradation from aqueous solutions by Phanerochaete chrysosporium
黄孢原毛平革菌同时去除水溶液中的镉和降解 2,4-二氯苯酚
  • DOI：
    10.1007/s00253-011-3313-4
  • 发表时间：
    2011-08-01
  • 期刊：
    APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Chen, Anwei;Zeng, Guangming;Long, Fei
  • 通讯作者：
    Long, Fei

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    张永军

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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