土壤矿物对DNA的吸附及机理开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

土壤中的dna主要来源于微生物、动植物细胞主动分泌或细胞死亡裂解产生（reanney等，1983）。这些释放到土壤中的dna与土壤活性颗粒紧密相连，可在土壤环境中长久存在（widmer等，1996；blum等，1997；stotzky等，2000）。因此，土壤活性颗粒表面对dna吸附作用的大小是影响dna在土壤环境中的活性的一个重要因子。

土壤矿物是土壤中活性较大的颗粒之一，因此研究土壤矿物对dna吸附的作用及机理意义重大。土壤矿物对dna的吸附过程受许多因素的影响，如土壤ph、离子强度、黏土矿物类型和dna的构型等。由于土壤环境相对复杂，预测土壤矿物对dna的吸附与解吸强度困难。当前国内外对于dna与土壤组分之间相互作用的机理以及土壤中有机质、矿物组成和颗粒大小对dna吸附的影响知之甚少。所以，研究土壤矿物对dna吸附及机理对研究这一系列问题有较明显的帮助与改善。

主要参考文献：

2. 研究的基本内容和问题

研究土壤矿物对DNA吸附的能力及其机理，并在不同条件下研究其吸附能力的大小。土壤环境中的DNA是由土壤中动植物及微生物分泌或由动植物及微生物的尸体产生，这些胞外DNA能被固定在土壤、纯粘土矿物以及沉积物如砂子上。盐浓度的高低和pH对该DNA土壤颗粒物复合物的稳定性影响不显著。同时，吸附到土壤颗粒表面的DNA抗降解能力比游离DNA提高100-1000倍。土壤中的DNA除了被固定和降解外，还有一部分被转化。该实验的关键问题在于控制土壤中胞外DNA被降解以及被转化的比率，同时使被土壤颗粒物固定的DNA解吸，从而成为游离态DNA，便于实验的进展。

3. 研究的方法与方案

土壤矿物对dna的吸附受许多因素的影响，如体系ph、介质的种类及离子强度、矿物类型以及dna分子构型和性质等，研究并控制这些影响因素，能够监测环境中dna的浓度，有效控制环境中dna的归宿，并能够进一步发展和完善环境中dna提取和纯化的方法。

技术路线：

土壤矿物（蒙脱石、高岭石）：

4. 研究创新点

该实验同时开展土壤矿物对DNA吸附的热力学和动力学研究，并在不同条件下（pH、温度的改变）对吸附实验进行比对，从而预测土壤矿物对DNA吸附能力的大小。

5. 研究计划与进展

实验室培养大肠杆菌，并提取其DNA，在甲醇中保存；同时去一定量的土壤矿物（蒙脱石、高岭石）研磨过100目筛，并放入含DNA的甲醇溶液中，分别进行不同pH及不同温度下的吸附实验，最后离心过滤，比色法测定甲醇溶液中DNA的剩余量，从而预测土壤矿物对DNA吸附能力的大小。