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题名	生物发光在深海细菌 Photobacterium phosphoreum ANT-2200 高压适应中的作用
作者	包旭冲
答辩日期	2023-08
授予单位	中国科学院大学
授予地点	中国科学院烟台海岸带研究所
导师	张维佳
关键词	深海发光细菌，生物发光，氧胁迫，高静水压
学位名称	生物与医药硕士
学位专业	生物与医药
英文摘要	生物发光是自然界中的一种常见现象。目前，微生物发光的反应机理及调控机制已得到了比较深入的研究，其生理功能则主要有两种假说，分别是抗氧化和DNA 损伤修复。深海环境具有高静水压的特征，而高静水压会影响微生物的基因表达、蛋白质活性及其代谢方式，并可能导致胞内氧胁迫。研究表明，深海环境中存在多种发光细菌，但生物发光是否参与了其对深海极端环境的适应，并在 其中发挥了怎样的功能，目前仍然未知。 本研究以深海发光细菌 Photobacterium phosphoreum ANT-2200 为模式菌株，利用实验室前期构建的不发光的荧光素酶催化亚基 luxA 的缺失突变菌株及恢复发光表型的回补菌株，对生物发光与高压适应的关系进行了研究。通过分析野生型、缺失突变株及回补型菌株在不同压力以及添加过氧化氢条件下的生长发光曲线，发现与野生型菌株和回补菌株相比，不发光的缺失突变株对高静水压和过氧化氢更为敏感。使用小分子荧光探针对不同压力以及不同生长阶段的细胞内活性氧浓度进行测定，发现高静水压可导致胞内活性氧水平升高，且不发光的缺失突变株胞内活性氧水平上升显著高于野生型和回补型菌株。进一步分析发现，高静水压会导致 sodB 基因的表达水平上调，而 katE，katG 和 dyp 等编码活性氧清除酶的基因仅在不发光的缺失突变株中得到诱导。此外，本研究还发现生物发光与外源光均可帮助菌株从高压胁迫中恢复。上述实验结果表明，生物发光可以有效降低 ANT-2200 中由高静水压造成的胞内氧胁迫，而在无法进行生物发光时，该 菌株则通过提高活性氧清除酶的表达水平以适应高静水压环境。本研究首次证实了深海发光细菌自发光可通过抗氧化作用帮助其适应深海高静水压环境，扩展了对于发光细菌自发光的生理功能的认识。
语种	中文
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.idsse.ac.cn/handle/183446/10501]
专题	深海科学研究部_深海生物学研究室_深海微生物细胞生物学研究组
作者单位	中国科学院烟台海岸带研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	包旭冲. 生物发光在深海细菌 Photobacterium phosphoreum ANT-2200 高压适应中的作用[D]. 中国科学院烟台海岸带研究所. 中国科学院大学. 2023.

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