最新硫化物微生物關系

1、 school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicrobiology lab nanjing university2009/11 項目名稱：項目名稱：微生物微生物- -金屬硫化物界面金屬硫化物界面 演化及相關功能蛋白分析演化及相關功能蛋白分析申請人申請人: : 李李 娟娟 屠博文屠博文日日 期期: 2009 : 2009 年年 11 11 月月 school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicrobiology la

2、b nanjing university2009/11答辯內容 研究意義與目的研究意義與目的 課題內容課題內容 合作框架合作框架 創(chuàng)新性與可行性創(chuàng)新性與可行性 預期研究成果預期研究成果 經費預算經費預算 school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicrobiology lab nanjing university2009/11研究意義與目的1. 金屬硫化物的微生物分解帶來的重金屬污染已成為世界性重要環(huán)境問題。 微生物利用分解金屬硫化物得到能量以生長、繁殖。 cu、pb、zn等重金屬隨著礦物晶格的破裂而釋

3、放出來。 微生物決定著重金屬元素的固定、游離、賦存形式。 由此，研究微生物分解硫化物礦物的分子機制分子機制，為控制重金屬污染提供依據。 school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicrobiology lab nanjing university2009/11研究意義與目的2. 硫化物礦物與微生物相互依存，相互協調氧化氧化表面形貌演變次生產物變化表面基團變遷影響菌體附著區(qū)域選擇表達功能蛋白參與吸附和分解蛋白表達調控制約制約硫化物礦物分硫化物礦物分解的微環(huán)境解的微環(huán)境產生產生影響影響 礦物的微生物分解過程

4、中蛋白參與的分子機制沒有定論 school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicrobiology lab nanjing university2009/11研究意義與目的需要解決的問題 1.微生物參與下硫化物礦物分解過程是怎樣的？微生物有何貢獻？有何環(huán)境效應？2.哪些微生物蛋白參與了礦物的分解，參與過程以及環(huán)境相應和蛋白調控機制是這樣的？ school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicrobiology lab n

5、anjing university2009/11課題內容 選擇特征性微生物氧化亞鐵硫桿菌與特征性硫化物黃鐵礦共培養(yǎng)。研究內容： 微生物-礦物界面結構和次生產物的變化，以及生物參與的影響。 微生物分解礦物過程中，篩選功能蛋白并分析其表達變化以及與次生產物變化的關系。 -模擬和解析蛋白如何參與分解過程以及微生物與分解環(huán)境如何相互協調和影響。 school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicrobiology lab nanjing university2009/11合作框架蛋蛋白白和和基基因因水水平平分分析析

6、黃鐵礦分選黃鐵礦分選氧化亞鐵硫桿菌氧化亞鐵硫桿菌（a.fa.f）分離純化）分離純化模擬實驗模擬實驗礦物學分析礦物學分析重重金金屬屬元元素素分分析析次次生生礦礦物物分分析析礦礦物物表表面面分分析析蛋 白 組 學 分蛋 白 組 學 分析析篩選相關的差異蛋白，篩選相關的差異蛋白，并總結相應的表達變并總結相應的表達變化規(guī)律化規(guī)律驗驗證證解析礦物演化過程以及蛋白參與機制和協調解析礦物演化過程以及蛋白參與機制和協調機制機制微生物微生物- -礦物相礦物相互作用綜合分析互作用綜合分析及其環(huán)境效應。及其環(huán)境效應。 school of earth sciences and engineering school o

7、f life sciencegeomicrobiology lab nanjing university2009/11創(chuàng)新性與可行性 合作研究的創(chuàng)新之處： 本研究以黃鐵礦-氧化亞鐵硫桿菌作用界面為研究重心。礦物學和生物學相互滲透和互補，能解決各自獨立研究無法完成的科學問題。 針對目前微生物分解礦物的分子機制尚無定論的現狀，進一步研究對解析生命活動對自然環(huán)境改造機制，特別是蛋白參與的作用至關重要。為控制硫化物礦物的分解，減緩重金屬污染提供理論基礎。 school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicrobio

8、logy lab nanjing university2009/11創(chuàng)新性與可行性研究基礎 完成多金屬硫化物礦區(qū)的考察 -特征性的微生物和礦物選擇依據 已完成氧化亞鐵硫桿菌分離、鑒定及純化培養(yǎng) 完成純培養(yǎng)過程蛋白組學分析 -后期蛋白組學分析的保障黃鐵礦-氧化亞鐵硫桿菌共培養(yǎng)的預實驗 -共培養(yǎng)體系建立 申請人在碩士期間已進行了較長時間的合作研究，參與國家973項目“若干生命活動中礦化作用的環(huán)境響應機制研究”(2007cb815603) school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicrobiology la

9、b nanjing university2009/11研究基礎圖1 礦山環(huán)境中各種原生及次生礦物的表面形貌a 黃鐵礦；b 針鐵礦；c 黃鉀鐵礬圖2 各種尺度下氧化亞鐵硫桿菌形態(tài)a 熒光標記光鏡；b 簡單染色光鏡； c、d透射電子顯微鏡 abc school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicrobiology lab nanjing university2009/11研究基礎圖3 dna熒光探針標記的氧化亞鐵硫桿菌在礦物表面形態(tài) 圖4 不同條件下，黃鐵礦表面形態(tài) a 純化學氧化；b 培養(yǎng)基無亞鐵離子 c、

10、d 培養(yǎng)基中有亞鐵離子 bcabd school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicrobiology lab nanjing university2009/11基本信息李娟李娟地球科學與工程地球科學與工程學院學院導師導師陸建軍陸建軍研究研究領域領域礦床學，地球化學，地質微生物學礦床學，地球化學，地質微生物學屠博文屠博文生命科學生命科學學院學院導師導師韓曉冬韓曉冬研究研究領域領域微生物學，蛋白組學微生物學，蛋白組學 school of earth sciences and engineering scho

11、ol of life sciencegeomicrobiology lab nanjing university2009/11預期研究成果 時間計劃09.809.12 氧化亞鐵硫桿菌-黃鐵礦共培養(yǎng)體系的建立10.110.12 分解界面礦物學分析以及微生物參與作用10.110.12 時間和空間上微生物周質空間蛋白組學分析11.111.5 蛋白表達與礦物分解的綜合分析11.612.8 數據的整理，編寫課題總結報告預期發(fā)表文章 sci：34篇；中文核心12篇 school of earth sciences and engineering school of life sciencegeomicro

12、biology lab nanjing university2009/11經費預算科目科目申請經費（萬元）申請經費（萬元）計算根據和理由計算根據和理由一、研究經費一、研究經費14.014.0萬萬1 1、科研業(yè)務費、科研業(yè)務費8.08.0萬萬 (1) (1)測試測試/ /計算計算/ /分析分析 費費5.55.5萬萬sem,temsem,tem，icpicp，xpsxps，xrdxrd以及以及pd-2dpd-2d蛋白組學分析蛋白組學分析 (2) (2)會議費會議費/ /調研差旅調研差旅費費1.01.0萬萬礦物與微生物的采集（工具和汽車租用），會議和調研礦物與微生物的采集（工具和汽車租用），會議和調研差旅費差旅費 (3) (3)資料費資料費1.51.5萬萬用于資料費、論文版面費等用于資料費、論文版面費等2 2、實驗材料費、實驗材料費6.06.0萬萬(1)(1)礦物與微生物處理礦物與微生物處理1.01.0萬萬挑選高純度黃鐵礦，濾膜，高速離心瓶（挑選高純度黃鐵礦，濾膜，高速離心瓶（500ml500ml）(2)(2)化學試劑化學試劑2.02.0萬萬有機試劑，蛋白組學試劑（蛋白組學級純度）有機試劑，蛋白組學試劑（蛋白組學級純度）(3)(3)生物試劑生物試劑2.02.0萬萬引物、多克隆抗體制備，熒光染料引物、多克隆抗體制備，熒