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枯草芽孢杆菌BSF01降解拟除虫菊酯类农药的机理研究

摘要第3-5页
abstract第5-7页
英文缩略词第8-18页
第1章 前言第18-34页
    1.1 农药残留危害现状第18页
    1.2 拟除虫菊酯类农药简介第18-19页
    1.3 拟除虫菊酯类农药的残留及危害第19-22页
        1.3.1 拟除虫菊酯类农药的残留第19-20页
            1.3.1.1 在土壤中的残留第19-20页
            1.3.1.2 在作物中的残留第20页
        1.3.2 拟除虫菊酯类农药的危害第20-22页
            1.3.2.1 对水生动物的危害第20-21页
            1.3.2.2 对哺乳动物的危害第21-22页
    1.4 拟除虫菊酯类农药的生物降解研究第22-28页
        1.4.1 拟除虫菊酯类农药降解菌的筛选第22-25页
        1.4.2 降解酶及降解基因第25-27页
        1.4.3 降解途径研究第27-28页
    1.5 细菌群体感应系统及其应用第28-32页
        1.5.1 细菌群体感应系统的分类第28-30页
            1.5.1.1 革兰氏阴性菌群体感应系统第29页
            1.5.1.2 革兰氏阳性菌群体感应系统第29-30页
        1.5.2 细菌群体感应系统的应用第30-32页
            1.5.2.1 在病原菌防治上的应用第30-32页
            1.5.2.2 在环境污染物生物降解中的应用第32页
    1.6 选题依据与研究思路第32-34页
第2章 菌株BSF01降解拟除虫菊酯类农药的特性及其降解条件优化第34-57页
    2.1 引言第34页
    2.2 材料与方法第34-39页
        2.2.1 实验材料第34-35页
            2.2.1.1 菌株第34页
            2.2.1.2 培养基组成第34-35页
            2.2.1.3 药品与试剂第35页
            2.2.1.3 主要仪器第35页
        2.2.2 实验方法第35-39页
            2.2.2.1 高效液相色谱法测定拟除虫菊酯类农药残留量第35-36页
            2.2.2.2 拟除虫菊酯类农药标准曲线的制作第36页
            2.2.2.3 添加回收率的测定第36页
            2.2.2.4 菌株BSF01生长与降解高效氯氰菊酯关系的测定第36页
            2.2.2.5 响应曲面法优化BSF01的降解条件第36-37页
            2.2.2.6 BSF01对不同初始浓度高效氯氰菊酯的降解测定第37-38页
            2.2.2.7 BSF01对不同拟除虫菊酯农药的降解动力学第38页
            2.2.2.8 BSF01降解高效氯氰菊酯产物的鉴定及降解途径分析第38-39页
    2.3 结果与分析第39-55页
        2.3.1 供试拟除虫菊酯农药液相色谱图与标准曲线的绘制第39-41页
        2.3.2 添加回收率的测定第41-43页
        2.3.3 菌株BSF01生长与降解高效氯氰菊酯关系曲线第43页
        2.3.4 菌株BSF01降解条件的优化第43-47页
        2.3.5 菌株BSF01对不同初始浓度高效氯氰菊酯的降解测定第47-49页
        2.3.6 菌株BSF01对不同拟除虫菊酯类农药的降解动力学第49-51页
        2.3.7 BSF01降解高效氯氰菊酯产物的鉴定及降解途径分析第51-55页
    2.4 本章小结第55-57页
第3章 菌株BSF01降解酶基因的克隆与分析第57-71页
    3.1 引言第57-58页
    3.2 材料与方法第58-64页
        3.2.1 供试材料第58-59页
            3.2.1.1 菌株和质粒第58页
            3.2.1.2 培养基第58页
            3.2.1.3 酶类与试剂(盒)第58-59页
            3.2.1.4 主要试剂配制第59页
            3.2.1.5 引物和测序第59页
            3.2.1.6 主要仪器第59页
        3.2.2 实验方法第59-64页
            3.2.2.1 引物设计第59-60页
            3.2.2.2 降解菌基因组DNA提取第60-61页
            3.2.2.3 ybfK基因扩增与纯化第61-62页
            3.2.2.4 胶回收产物与克隆载体的连接第62页
            3.2.2.5 连接产物的转化与筛选第62-63页
            3.2.2.6 测序结果比对第63页
            3.2.2.7 ybfK基因生物信息学分析第63-64页
            3.2.2.8 阳性重组质粒的降解能力测定第64页
    3.3 结果与分析第64-70页
        3.3.1 BSF01基因组DNA的提取第64-65页
        3.3.2 菌株BSF01 ybf K基因的扩增第65页
        3.3.3 测序结果比对第65-66页
        3.3.4 YbfK蛋白结构分析第66-68页
        3.3.5 YbfK蛋白保守结构域第68-69页
        3.3.6 氨基酸多序列比对分析第69页
        3.3.7 阳性重组质粒的降解能力测定第69-70页
    3.4 本章小结第70-71页
第4章 降解酶YbfK的原核表达和酶学性质研究第71-88页
    4.1 引言第71页
    4.2 材料与方法第71-80页
        4.2.1 实验材料第71-74页
            4.2.1.1 菌株与质粒第71-72页
            4.2.1.2 培养基第72页
            4.2.1.3 酶类与试剂(盒)第72页
            4.2.1.4 主要试剂配制第72-73页
            4.2.1.5 引物和测序第73页
            4.2.1.6 主要仪器第73-74页
        4.2.2 实验方法第74-80页
            4.2.2.1 引物设计第74页
            4.2.2.2 ybfK基因的扩增第74-75页
            4.2.2.3 目的片段与表达载体的双酶切与连接第75-76页
            4.2.2.4 连接产物的转化第76页
            4.2.2.5 pET-32a(+)-ybfK重组质粒的鉴定第76-77页
            4.2.2.6 YbfK融合蛋白的诱导表达第77页
            4.2.2.7 YbfK融合蛋白的SDS-PAGE分析第77页
            4.2.2.8 YbfK融合蛋白的纯化第77-78页
            4.2.2.9 YbfK蛋白浓度测定第78-79页
            4.2.2.10 YbfK蛋白酶活力测定第79-80页
            4.2.2.11 YbfK蛋白的最适反应底物第80页
            4.2.2.12 温度对YbfK蛋白活力的影响第80页
            4.2.2.13 pH对YbfK蛋白活力的影响第80页
    4.3 结果与分析第80-87页
        4.3.1 ybfK基因的扩增第80-81页
        4.3.2 原核表达载体的构建第81-82页
        4.3.3 阳性重组质粒的PCR和酶切鉴定第82-83页
        4.3.4 YbfK融合蛋白的诱导表达第83-84页
        4.3.5 YbfK融合蛋白的纯化第84-85页
        4.3.6 YbfK蛋白浓度测定第85页
        4.3.7 YbfK蛋白最适反应底物第85-86页
        4.3.8 温度对YbfK蛋白活力的影响第86-87页
        4.3.9 pH对YbfK蛋白活力的影响第87页
    4.4 本章小结第87-88页
第5章 YbfK蛋白分子模拟及点突变研究第88-101页
    5.1 引言第88页
    5.2 材料与方法第88-92页
        5.2.1 实验材料第88-89页
            5.2.1.1 YbfK蛋白序列及分子模拟软件第88-89页
            5.2.1.2 其他试剂仪器(略)第89页
        5.2.2 实验方法第89-92页
            5.2.2.1 YbfK蛋白同源建模第89页
            5.2.2.2 YbfK与高效氯氰菊酯的分子对接第89页
            5.2.2.3 虚拟氨基酸突变第89-90页
            5.2.2.4 点突变实验设计第90-92页
            5.2.2.5 突变克隆子的功能验证第92页
    5.3 结果与分析第92-100页
        5.3.1 YbfK的同源建模第92-93页
        5.3.2 YbfK三维结构模型的可靠性分析第93-94页
        5.3.3 YbfK与高效氯氰菊酯的分子对接第94-96页
        5.3.4 虚拟氨基酸突变第96-98页
        5.3.5 点突变实验第98-99页
        5.3.6 突变克隆子的功能验证第99-100页
    5.4 本章小结第100-101页
第6章 群体感应在菌株BSF01降解拟除虫菊酯过程中的作用第101-119页
    6.1 引言第101页
    6.2 材料与方法第101-107页
        6.2.1 供试材料第101-102页
            6.2.1.1 菌株和质粒第101-102页
            6.2.1.2 培养基第102页
            6.2.1.3 酶类与试剂(盒)第102页
            6.2.1.4 主要试剂配制第102页
            6.2.1.5 引物和测序第102页
            6.2.1.6 主要仪器第102页
        6.2.2 实验方法第102-107页
            6.2.2.1 引物设计第102-103页
            6.2.2.2 comA基因的克隆与核苷酸序列比对第103页
            6.2.2.3 comA基因生物信息学分析第103页
            6.2.2.4 ComA蛋白原核表达的引物设计第103页
            6.2.2.5 pET-SUMO-com A重组质粒的构建与鉴定第103-104页
            6.2.2.6 ComA融合蛋白的诱导表达第104页
            6.2.2.7 ComA融合蛋白的SDS-PAGE分析第104页
            6.2.2.8 ComA融合蛋白的纯化第104页
            6.2.2.9 ComA蛋白浓度测定第104页
            6.2.2.10 QRT-PCR引物的设计第104页
            6.2.2.11 降解菌BSF01总RNA的提取第104-105页
            6.2.2.12 cDNA第一链的合成第105-106页
            6.2.2.13 QRT-PCR引物扩增效率的测定与标准曲线的绘制第106页
            6.2.2.14 不同处理条件下菌株总RNA的提取及反转录第106页
            6.2.2.15 QRT-PCR反应体系与程序第106-107页
            6.2.2.16 DNA pull-down实验第107页
    6.3 结果与分析第107-118页
        6.3.1 菌株BSF01 comA基因的扩增第107-108页
        6.3.2 测序结果分析第108-110页
        6.3.3 pET-SUMO-comA重组质粒的构建第110-111页
        6.3.4 阳性重组质粒的PCR和双酶切鉴定第111-112页
        6.3.5 ComA融合蛋白的诱导表达第112-113页
        6.3.6 ComA融合蛋白的纯化第113-114页
        6.3.7 菌株BSF01总RNA的提取第114页
        6.3.8 QRT-PCR中各基因标准曲线的绘制第114-115页
        6.3.9 ybfK和comA基因在不同初始浓度高效氯氰菊酯培养下的相对表达量变化第115-116页
        6.3.10 ybfK和comA基因在不同培养时间下的相对表达量变化第116-117页
        6.3.11 DNA pull-down第117-118页
    6.4 本章小结第118-119页
第7章 全文讨论与结论第119-126页
    7.1 讨论第119-124页
        7.1.1 BSF01对拟除虫菊酯类农药的降解特性第119-120页
        7.1.2 BSF01降解高效氯氰菊酯的途径第120-121页
        7.1.3 分子技术在微生物降解中的应用第121-123页
            7.1.3.1 分子生物学技术的应用第121-122页
            7.1.3.2 计算机分子模拟技术的应用第122-123页
        7.1.4 枯草芽孢杆菌QS系统在菊酯类农药微生物降解中的作用第123-124页
    7.2 结论第124-125页
    7.3 本论文的创新之处第125页
    7.4 后续研究展望第125-126页
致谢第126-127页
参考文献第127-143页
附录A DNA pull-down实验探针序列第143-144页
附录B 攻读博士期间科研成果和获奖情况第144页

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