基于微生物细胞表面展示技术的湿地重金属污染的特异性吸附转化研究

批准号:
51679084
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
范长征
依托单位:
学科分类:
E1007.环境污染治理与修复
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
汤琳、董浩然、陈明、武海鹏、黄超、周耀渝、邓琳静、汤湘、朱菁菁
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中文摘要
河湖湿地中重金属的不断积累对生态环境构成严重威胁。微生物是一类价格低廉、环境友好型的修复材料。然而,未经改造的微生物用于修复重金属污染存在效率低、特异性不高、环境适应能力差的缺陷。本项目将针对洞庭湖湿地的典型重金属污染,通过微生物细胞表面展示技术,将可特异性吸附、转化重金属的金属调控蛋白和甲基转移酶ArsM锚定在环境适应能力强的Pseudomonas putida细胞表面;解析展示菌的修复动力学和催化As(III)甲基化路径,分析洞庭湖湿地水环境金属离子、离子强度等的影响,探究展示菌在复杂湿地水环境中的重金属修复效率;研究重金属刺激下展示菌细胞膜离子转运酶和NADP氧化酶活、对胞内外ROS浓度的控制、胞内酶活性、非酶类抗氧化功能,阐明展示菌耐受重金属毒性的机制;探究展示菌对洞庭湖湿地种植的水稻或拟南芥耐受重金属毒性的影响。项目成果对于促进基因工程菌在湿地重金属污染修复中的应用具有重要意义。
英文摘要
The accumulation of heavy metals and wetland pose a long-term threat to the ecological environment. Microorganism is a kind of low cost and environment friendly repair material. However, the wild microorganisms without transformation for the remediation of heavy metal have the defect of low efficiency, no specificity and poor adaptability to the environment. This project will target at the typical heavy metal pollution in Dongting Lake wetland. The microbial cell surface display technology will be used to anchor the metal regulated proteins and arsenic(III) S-adenosylmethionine methyltransferase (arsM) which can specifically bind heavy metal and catalyse the methylation of arsenic(III) on the cell surface of Pseudomonas putida with strong adaptability to the environment. Then we will analyze remediation kinetics of heavy metal and pathway of arsenic(III) methylation by the engineered P. putida under the effect of metal ion, ions strength and pH, in case of revealing the remediation rate of heavy metal in complex wetland environment. The activity of ion invertase and NADP oxidase, physiological changes of cell membrane, ROS concentration controlled by engineered P. putida, express level of intracellular enzymes and antioxidant function of non-enzyme materials will be studied to revealing the tolerance mechanism of engineered P. putida to heavy metal toxicity. The effect of engineered P. putida on the tolerance to heavy metal toxicity of rice or Arabidopsis thaliana planted in Dongting Lake wetland will be explored through the toxicology index, growth situation and seed germination of rice or Arabidopsis thaliana. The research results of this project will have important significance for promoting the application of engineering bacteria in the remediation of heavy metal pollution in wetland.
河湖湿地中重金属的不断积累对生态环境构成严重威胁。微生物是一类价格低廉、环境友好型的修复材料。然而,未经改造的微生物用于修复重金属污染存在效率低、特异性不高、环境适应能力差的缺陷。本项目将针对洞庭湖湿地的典型重金属污染,通过微生物细胞表面展示技术,将可特异性吸附、转化重金属的金属调控蛋白和甲基转移酶ArsM锚定在环境适应能力强的Pseudomonas putida细胞表面;解析展示菌的修复动力学和催化As(III)甲基化路径,分析洞庭湖湿地水环境金属离子、离子强度等的影响,探究展示菌在复杂湿地水环境中的重金属修复效率;研究重金属刺激下展示菌细胞膜离子转运酶和NADP氧化酶活、对胞内外ROS浓度的控制、胞内酶活性、非酶类抗氧化功能,阐明展示菌耐受重金属毒性的机制;探究展示菌对洞庭湖湿地种植的水稻或拟南芥耐受重金属毒性的影响。项目成果对于促进基因工程菌在湿地重金属污染修复中的应用具有重要意义。
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
Benzyl butyl phthalate activates prophage, threatening the stable operation of waste activated sludge anaerobic digestion
邻苯二甲酸丁苄酯激活原噬菌体,威胁废弃活性污泥厌氧消化稳定运行
DOI:10.1016/j.scitotenv.2020.144470
发表时间:2021
期刊:Science of the Total Environment
影响因子:9.8
作者:Xiang Tang;Man Zhou;Changzheng Fan;Guangming Zeng;Rui Gong;Qiuxiang Xu;Biao Song;Zhaohui Yang;Yang Yang;Chengyun Zhou;Xiaoya Ren;Wenjun Wang
通讯作者:Wenjun Wang
Joint connection of experiment and simulation for photocatalytic hydrogen evolution: strength, weakness, validation and complementarity
光催化析氢实验与模拟的结合:优势、劣势、验证和互补
DOI:10.1039/d0ta11510j
发表时间:2021-01
期刊:Journal of Materials Chemistry A
影响因子:11.9
作者:Jun Luo;Yani Liu;Chengyang Feng;Changzheng Fan;Lin Tang;Guangming Zeng;Ling-Ling Wang;Jiajia Wang;Xiang Tang
通讯作者:Xiang Tang
Bacteriophages from Arsenic-Resistant Bacteria Transduced Resistance Genes, which Changed Arsenic Speciation and Increased Soil Toxicity
抗砷细菌的噬菌体转导抗性基因,改变砷形态并增加土壤毒性
DOI:10.1021/acs.estlett.9b00600
发表时间:2019
期刊:Environmental Science & Technology Letters
影响因子:10.9
作者:Tang Xiang;Yu Pingfeng;Tang Lin;Zhou Man;Fan Changzheng;Lu Yue;Mathieu Jacques;Xiong Weiping;Alvarez Pedro J.
通讯作者:Alvarez Pedro J.
Effect of DEHP on SCFA Production by Anaerobic Fermentation of Waste Activated Sludge
DEHP对废弃活性污泥厌氧发酵生产SCFA的影响
DOI:10.1155/2020/1705232
发表时间:2020-02
期刊:Advances in Polymer Technology
影响因子:3.1
作者:Gong Rui;Tang Xiang;Fan Changzheng;Zhang Baowei;Zhou Man
通讯作者:Zhou Man
DOI:--
发表时间:2020
期刊:哈尔滨工业大学学报
影响因子:--
作者:朱菁菁;任晓雅;汤琳;范长征;刘雅妮;曾光明
通讯作者:曾光明
温和噬菌体驱动土壤细菌砷污染修复的互惠共生机制
- 批准号:2025JJ20035
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:范长征
- 依托单位:
间歇淹水砷污染稻田中溶原噬菌体介导的甲基化解毒和修复机制
- 批准号:52370167
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:范长征
- 依托单位:
MBR膜生物污染的噬菌体高效控制策略及微观机理研究
- 批准号:2023JJ30131
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2023
- 负责人:范长征
- 依托单位:
湿地重金属污染土壤中土著微生物的表面展示工程菌的构建及其强化修复研究
- 批准号:2020JJ4187
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2020
- 负责人:范长征
- 依托单位:
多价噬菌体精准控制污水处理厂耐药菌的策略及微生态机制研究
- 批准号:52070075
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:范长征
- 依托单位:
基于基因多样性分析的堆肥过程中木质纤维素降解微生物群落结构与功能研究
- 批准号:50908079
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:范长征
- 依托单位:
国内基金
海外基金
