土壤活性颗粒与信号分子CSF的互作及其对Bacillus subtilis自然转化的影响

批准号:
41571230
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
黄巧云
依托单位:
学科分类:
D0709.基础土壤学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
罗雪松、汪方奎、石含之、杜辉辉、钱淑芳、李奇、王丽
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中文摘要
信号分子诱导的细菌群体感应是细菌生长到一定密度时相互感应并进行基因表达调控的一种生理行为,在土壤微生物生态、土壤基因转移、有益和有害微生物功能和活性调控等方面起着重要作用。本项目选取土壤中的典型细菌菌株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和红壤、棕壤、黑土等代表性土壤以及不同类型粘粒矿物,运用经典化学方法和红外光谱、原子力显微镜、微量热、激光共聚焦显微镜等现代分析技术,从土壤颗粒对胞外感受态信号分子CSF的化学平衡吸附、CSF与土壤颗粒结合的功能团、热效应、作用力及微观形态等方面,考察信号分子CSF与土壤颗粒结合的机制及其对枯草芽孢杆菌自然转化的影响。研究结果将丰富土壤微生物生态、土壤微生物遗传进化、土壤矿物-有机物-微生物相互作用等学科和方向的理论内容,拓宽有关研究领域,为基因工程技术在土壤环境中的安全应用提供科学依据。
英文摘要
Bacterial quorum sensing induced by signal molecules is a cell density dependent physiological response, which involves gene regulation. It plays essential roles in microbial ecology, gene transfer and regulation of the function and activities of beneficial and hazardous microorganisms in soil ecosystems. In this project, Bacillus subtilis, a typical soil bacterium will be employed; Red soil, Brown soil, Black soil and different clay minerals are selected. The binding mechanisms of competence and sporulation factor (CSF) molecule on soil reactive particles will be investigated by chemical equilibrium adsorption, interactive functional groups, heat effect, interaction forces and micro-morphological changes using classical chemical methods combined with modern analytical techniques including Fourier transform infrared spectroscopy, atomic force microscope, microcalorimetry and confocal laser scanning microscope. The impacts of interactions between CSF molecules and soil particles on the natural transformation of Bacillus subtilis will also be evaluated. The results obtained from this study will enrich the theories and expand the knowledges in the fields of soil microbial ecology, soil microbiological genetics and evolution, and soil mineral-organic matter-microorganism interactions. The findings will also provide scientific basis for the safe utilization of genetic engineering technology in soil environments.
课题选取枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas Putida)及其信号分子CSF、(p)ppGpp 和c-di-GMP,运用化学方法、现代分析技术和分子生物学方法,研究了代表性土壤粘粒矿物蒙脱石、高岭石和针铁矿等对胞外感受态信号分子CSF的化学吸附机制、矿物-细菌互作特征、信号分子调控生物膜的作用以及矿物体系中细菌的转化过程与模型等。基本阐明了土壤粘粒矿物对信号分子的吸附特点,揭示了信号分子(p)ppGpp 和c-di-GMP调控假单胞菌生物被膜的作用机制,提出了土壤粘粒矿物影响细菌转化的三种模式,涉及矿物对信号分子的吸附、细菌对DNA的吸收以及矿物对细菌的膜损伤。研究结果丰富了土壤微生物生态、土壤矿物-有机物-微生物相互作用等学科和方向的理论内容,为基因工程技术在土壤环境中的安全应用提供了科学依据。研究成果在Environmental Microbiology、Applied & Environmental Microbiology、Microbiological Research等SCI期刊发表9篇论文及1篇中文核心期刊论文。作为召集人,组织了在西班牙巴塞罗那举行的Goldschmidt大会矿物-微生物互作分论坛,组织在武汉召开了第二届中澳环境生物地球化学论坛。在第24届环境生物地球化学(ISEB)、第8届土壤矿物-有机物-微生物相互作用(ISMOM)等国内外重要学术会议做口头报告和邀请报告4次。培养研究生6人,博士后1人。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Phenotypic–genotypic analysis of GGDEF/EAL/HD-GYP domain-encoding genes in Pseudomonas putida
恶臭假单胞菌 GGDEF/EAL/HD-GYP 结构域编码基因的表型和基因型分析
DOI:10.1111/1758-2229.12808
发表时间:2019
期刊:Environmental Microbiology Reports
影响因子:3.3
作者:Hailing Nie;Wenli Chen;Qiaoyun Huang
通讯作者:Qiaoyun Huang
A crosstalk between c-di-GMP and cAMP in regulating transcription of GcsA, a diguanylate cyclase involved in swimming motility in Pseudomonas putida
c-di-GMP 和 cAMP 之间的串扰调节 GcsA 的转录,GcsA 是一种参与恶臭假单胞菌游泳运动的二鸟苷酸环化酶
DOI:10.1111/1462-2920.14832
发表时间:2019
期刊:Environmental Microbiology
影响因子:5.1
作者:Xiao Yujie;Liu Huizhong;He Meina;Nie Liang;Nie Hailing;Chen Wenli;Huang Qiaoyun
通讯作者:Huang Qiaoyun
DOI:10.1111/1758-2229.12478
发表时间:2016-12
期刊:Environmental microbiology reports
影响因子:3.3
作者:Yujie Xiao;Hailing Nie;Huizhong Liu;Wenli Chen;Qiaoyun Huang
通讯作者:Yujie Xiao;Hailing Nie;Huizhong Liu;Wenli Chen;Qiaoyun Huang
Expression of the phosphodiesterase BifA facilitating swimming motility is partly controlled by FliA in Pseudomonas putida KT2440.
恶臭假单胞菌 KT2440 中促进游泳运动的磷酸二酯酶 BifA 的表达部分受 FliA 控制
DOI:10.1002/mbo3.402
发表时间:2017-02
期刊:MicrobiologyOpen
影响因子:3.4
作者:Xiao Y;Liu H;Nie H;Xie S;Luo X;Chen W;Huang Q
通讯作者:Huang Q
DOI:10.13300/j.cnki.hnlkxb.2017.03.003
发表时间:2017
期刊:华中农业大学学报
影响因子:--
作者:刀国华;黄巧云;陈雯莉
通讯作者:陈雯莉
南北半球土壤微生物固碳作用与机制
- 批准号:--
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:252万元
- 批准年份:2020
- 负责人:黄巧云
- 依托单位:
土壤组分互作界面有机碳的固定机制与过程模拟
- 批准号:41830756
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:308.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:黄巧云
- 依托单位:
土壤矿物-有机物-微生物互作界面重金属的化学行为
- 批准号:41230854
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:300.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:黄巧云
- 依托单位:
土壤矿物与细菌相互作用的热力学研究
- 批准号:40571084
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:45.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:黄巧云
- 依托单位:
土壤活性颗粒表面酶和DNA的吸附、固定机理研究
- 批准号:40271064
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:黄巧云
- 依托单位:
细菌影响下的土壤胶体、矿物表面重金属的转化与有效性
- 批准号:20077010
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:19.0万元
- 批准年份:2000
- 负责人:黄巧云
- 依托单位:
铁.铝.锰.硅氧化物对酶的吸附及活性的影响
- 批准号:49601011
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:1996
- 负责人:黄巧云
- 依托单位:
国内基金
海外基金
