绿藻Desmodesmus sp.对双酚A和壬基酚的降解及对双酚A转录组水平的降解机理分析

双酚A论文 降解途径论文 Desmodesmussp.论文 转录组分析论文 壬基酚论文
论文详情
双酚A(BPA)作为一种典型的内分泌干扰物,由于其对生物具有潜在毒性,以及在各种水环境中已检测到相对高的含量,因此引起了社会的广泛关注。本研究中,我们在城市污水中分离出一株具有BPA和壬基酚降解潜力的绿藻,经形态学和分子方法鉴定其为Desmodesmus sp.。我们调查了不同初始接种浓度的BPA对该绿藻在生长(光密度,OD680)和光合活性(Fv/Fm)的影响;此外,通过残留BPA含量测定和代谢产物鉴定,我们讨论了绿藻Desmodesmus sp.对BPA的解毒作用,降解能力及降解途径。研究发现,最高BPA浓度(33mg/L)处理对初始接种光密度为OD6800.2的绿藻的生长和光合活性没有显著影响;该BPA浓度只在实验初期对初始OD6800.04的处理组有微弱影响;然而最高BPA处理浓度几乎完全抑制了初始OD680为0.008的藻细胞的生长和光合活性,但在实验最后10天观察到了生长和光合活性的恢复。藻初始接种光密度为OD6800.2的处理组几乎可以去除所有培养基中的BPA;而OD6800.008和OD6800.04的处理组对最高浓度BPA的去除率分别为75%和82.3%,对于其他BPA浓度该绿藻几乎可全部从培养中去除。通过高分辨质谱和文献报道我们对BPA代谢产物进行了鉴定,从与BPA出峰时间相似的峰C中鉴定出3种物质分别为BPA、BPA氧化羟基化后形成的单羟基BPA,以及进一步经羟甲基化后形成的2-羟基-3羟甲基BPA;峰A中鉴定出3种代谢产物分别为BPA及其氧化羟基化衍生物与葡糖基结合形成的糖苷物质,即BPA糖苷、单羟基BPA糖苷和2-羟基-3羟甲基BPA糖苷;峰B中鉴定出5中单酚降解产物,分别为4-异丙醇基苯酚、4-异丙烯基苯酚、4-异丙醇基邻苯二酚、4-异丙烯基邻苯二酚和3-羟甲基-4异丙醇基邻苯二酚。推测绿藻对BPA的代谢和降解途径包括氧化羟基化、糖基化以及氧化断开C-C键形成单酚降解产物。此外,研究结果显示BPA糖苷可释放出BPA,说明在评价BPA环境污染时,环境中BPA糖苷的含量也应予以考虑。我们通过转录组测序分析了BPA暴露下绿藻差异表达的基因,以及这些基因在GO和KEGG代谢途径上显著富集情况。GO分子功能富集分析结果显示绿藻显著上调了氧化还原酶活性、糖基转移酶活性有关的基因对BPA进行氧化代谢和降解,以及糖基化进行解毒作用。KEGG代谢通路富集分析结果显示,暴露于BPA中的绿藻上调基因显著富集于光合作用-天线蛋白代谢、光合作用、碳代谢、三羧酸代谢以及DNA复制等代谢通路,此外上调参于上述显著富集的代谢通路的酶转录基因,可能是绿藻具有BPA耐受性、BPA解毒和降解能力的重要原因。转录组分析为绿藻对BPA暴露的分子响应以及耐受和降解机制分析提供了一定的依据。BPA和壬基酚对绿藻Desmodesmus sp.的联合毒性,以及绿藻对两种环境激素的代谢能力研究中发现,绿藻Desmodesmus sp.对壬基酚亦表现出高的耐受性,低浓度NP对其生长和光合效率并无明显影响;相对高浓度NP处理虽对该绿藻生长产生抑制,但其适应性强,可迅速恢复生长和光合作用;NP和BPA的共同处理比两者单独处理时表现出对绿藻生长和光合的强烈抑制,两种环境激素存在毒性的协同效应,但藻细胞在适应之后均呈现了生长和光合的恢复趋势,说明该绿藻具有较强的毒性耐受和适应能力;与BPA单独处理相比,NP在培养基中的存在促进了绿藻对BPA的代谢;反之,与NP单独处理相比,共同处理中NP的代谢率却相对较低,说明绿藻可优先代谢相对极性大、毒性低的物质来降低环境中的毒性,即便如此该绿藻仍表现出了较高的NP和BPA的去除效率。综上所述,绿藻Desmodesmus sp.生长快、光合自氧、易培养、抗逆性和适应性强,能有效去除BPA和NP,可作为水环境治理的天然植物资源,应用到污水处理和水环境恢复当中。
摘要第3-5页
Abstract第5-6页
第一章 引言第9-23页
    1.1 典型环境激素双酚A的概况第9-11页
    1.2 双酚A对水生生物的雌激素效应或毒性第11-12页
    1.3 BPA的降解第12-20页
        1.3.1 非生物学方法对水环境中BPA的降解第13页
        1.3.2 BPA的生物降解第13-20页
            1.3.2.1 细菌对BPA的降解第15-17页
            1.3.2.2 真菌对BPA的降解研究第17页
            1.3.2.3 浮游植物对BPA的降解第17-19页
            1.3.2.4 高等生物对BPA的代谢或降解第19-20页
    1.4 研究目的意义第20页
    1.5 研究内容第20-21页
    1.6 技术路线第21-23页
第二章 淡水绿藻Desmodesmus sp.对BPA胁迫的生理生长响应第23-33页
    2.1 材料和方法第23-26页
        2.1.1 实验材料第23-24页
        2.1.2 实验设计第24-26页
    2.2 结果和讨论第26-32页
        2.2.1 藻的鉴定第26-28页
        2.2.2 BPA对绿藻生长和光合效率的影响第28-32页
    2.3 小结第32-33页
第三章 绿藻Desmodesmus sp.对BPA的降解作用研究第33-43页
    3.1 材料和方法第33-34页
    3.2 实验设计第34-35页
    3.3 结果和分析第35-42页
        3.3.1 HPLC分析藻培养基中残余BPA浓度第35-37页
        3.3.2 BPA降解产物的分析第37-42页
    3.4 小结第42-43页
第四章 BPA代谢产物的鉴定和降解途径的推测第43-61页
    4.1 材料和方法第43-44页
    4.2 实验设计第44-45页
    4.3 结果分析和讨论第45-60页
        4.3.1 样品HPLC检测和LC-HRMS检测色谱分析第45-46页
        4.3.2 峰A、B、C中物质鉴定第46-58页
        4.3.3 绿藻Desmodesmus sp.对BPA代谢途径推测第58-60页
    4.4 小结第60-61页
第五章 转录组分析绿藻Desmodesmus sp.对双酚A暴露分子水平响应第61-78页
    5.1 材料和方法第62-63页
        5.1.1 转录组测序分析第62-63页
        5.1.2 实时荧光定量第63页
    5.2 结果和讨论第63-76页
        5.2.1 转录组分析第63-75页
            5.2.1.1 基因组装结果第63-64页
            5.2.1.2 数据库比对和注释第64-67页
            5.2.1.3 差异表达基因第67-68页
            5.2.1.4 显著上调基因在GO分子功能的富集第68-71页
            5.2.1.5 上调基因在KEGG代谢途径上的显著富集第71-75页
        5.2.2 实时荧光定量PCR分析差异表达的基因第75-76页
    5.3 小结第76-78页
第六章 绿藻Desmodesmus sp.对壬基酚的降解效应研究第78-89页
    6.1 材料和方法第79-81页
        6.1.1 实验材料第79-80页
        6.1.2 实验设计第80-81页
    6.2 结果分析与讨论第81-88页
        6.2.1 NP对藻生长和光合效率的影响第81-83页
        6.2.2 HPLC测定培养基中残留NP浓度第83-86页
        6.2.3 绿藻对NP的去除率第86-88页
    6.3 小结第88-89页
第七章 壬基酚和双酚A对绿藻Desmodesmus sp.的联合毒性和降解能力的影响第89-102页
    7.1 材料和方法第90-92页
        7.1.1 实验材料第90-91页
        7.1.2 实验设计第91-92页
    7.2 结果分析与讨论第92-101页
        7.2.1 环境激素对藻细胞生长和光合效率的影响第92-94页
        7.2.2 绿藻Desmodesmus sp.对BPA的去除第94-97页
        7.2.3 绿藻Desmodesmus sp.对NP的去除第97-101页
    7.3 小结第101-102页
结论和展望第102-104页
参考文献第104-115页
在校期间参加的科研项目、会议和发表的论文第115-117页
致谢第117-118页
论文购买
论文编号ABS3252008,这篇论文共118页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付35.4
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付59
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656