【摘要】：纳米科技作为新兴交叉学科,在新生产工艺、新物质和新产品的开发等方面有着巨大的潜能。近年来,基于纳米半导体的光催化技术迅速发展。纳米 TiO_2以及其他金属氧化物半导体(ZnO、Fe_2O_3 和 WO_3)吸收光能,产生强氧化性的自由基从而彻底清除顽固的污染物的特性,已在防污、除臭、抗菌等方面中得到广泛应用,且作为生物农药在防治植物病害中表现出广阔的应用前景。鉴于纳米 TiO_2广谱的杀菌作用,人们必须考虑到其对环境中有益微生物的影响。 Bacillus cereus 905菌株是本实验室从植株上分离获得的有益细菌,具有防治植物病害、促进植物生长和提高农产品品质的多重功效。研究表明纳米 TiO_2光催化氧化作用下 Bacillus cereus 905在黄瓜叶围的存活能力下降。对纳米 TiO_2光催化杀菌机制的研究发现 O_2·~-在 TiO_2光催化杀灭 Bacillus cereus 905过程中具有重要的作用。由于超氧化物歧化酶(SOD)能专一清除超氧化物阴离子 O_2·~-,而 sodA (MnSOD)与 Bacillus cereus 905在植物体表的定殖过程相关,因此本研究探讨了 Bacillus cereus 905 的 sodA-1(MnSOD-1)和 sodA-2(MnSOD-2)在该细菌抵御 TiO_2光催化氧化毒性中的作用。结果表明,TiO_2光催化氧化胁迫下,sodA—1、sodA-2双突变体 Bacillus cereus KOS 在黄瓜叶围的存活能力相对于野生型 Bacillus cereus 905下降:表明 sodA 对细菌在光催化氧化胁迫下存活起着重要的作用。用细菌遗传学方法,构建 MnSOD 互补载体,通过同源重组,对 MnSOD 突变体进行功能互补。双突变体互补 sodA-2后恢复野生型在光催化氧化胁迫下的存活能力,互补 sodA-1只能部分恢复野生型的存活能力。将 MnSOD 基因启动子与 gfp 报告基因融合,整合于 Bacillus cereus 905的基因组上,构建融合子。流式细胞仪检测纳米 TiO_2光催化氧化环境下,融合子中报告基因的表达情况。检测结果表明, Bacillus cereus 905的 sodA-1和 sodA-2表达水平,在 TiO_2光催化氧化胁迫下均有不同程度的提高, sodA-1的表达水平比对照提高了1.4倍;而 sodA-2的表达水平比对照提高了3.4倍。对于识别纳米颗粒对微生物的其他影响并如何降低其负面影响,还需要进一步的研究。