全 文 ：摇 核 农 学 报摇 圆园员源袁圆愿渊圆冤院园员远怨 耀 园员苑远允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员猿鄄园猿鄄圆园摇 接受日期院圆园员猿鄄园缘鄄猿园
基金项目院北京市属高等学校人才强教深化计划要极端环境植物微生物资源挖掘渊圆园员园冤
作者简介院白明艳袁女袁主要从事微生物分子生物学研究遥 耘鄄皂葬蚤造院 苑源缘员员源愿猿源岳 择择援 糟燥皂
通讯作者院杨志伟袁女袁副教授袁主要从事微生物分子生物学研究遥 耘鄄皂葬蚤造院 赠葬灶早扎憎岳 皂葬蚤造援 糟灶怎援 藻凿怎援 糟灶
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员源冤园圆鄄园员远怨鄄园愿
耐辐射 月藻造灶葬责蚤葬菌株的分离和辐射后蛋白质组学分析
白明艳摇 宣慧娟摇 李摇 利摇 孙云峰摇 万摇 平摇 杨志伟
渊首都师范大学生命科学学院袁北京摇 员园园园源愿冤
摘摇 要院从西藏土样中分离得到一株具有较强辐射抗性的革兰氏阴性菌株 云 原 源袁其 员远杂 则阅晕粤 序列与
月藻造灶葬责蚤葬属菌株具有很高的相似性遥 结合表型特点袁初步将其鉴定为别尔纳普氏属渊月藻造灶葬责蚤葬冤菌株遥 在
哉灾 和 酌 原射线辐照后袁菌株 云 原 源 的 阅员园分别为 猿园园允窑皂 原圆和 源园园园郧赠袁远高于辐射敏感的 耘援 糟燥造蚤 运员圆遥 为
研究菌株 云 原源 在蛋白质组水平对辐射的响应机制袁将对数早期的 云 原源 细胞置于 员园园园郧赠 酌 原射线辐照
下袁并在 缘澡复苏培养后袁对其可溶性蛋白进行了提取尧双向电泳分析和 酝粤蕴阅陨鄄栽韵云 辕 栽韵云 质谱鉴定遥 结
果表明袁辐射后 猿圆 个蛋白质的表达出现 猿 倍以上的变化袁其中 圆源 个蛋白质上调袁愿 个蛋白质下调袁涉及
蛋白质折叠加工尧能量代谢尧氨基酸代谢尧辅酶代谢和一些功能未知途径遥 本试验为研究细菌辐射抗性
机制提供了一些启示遥
关键词院辐射抗性曰别尔纳普氏菌曰耐辐射奇异球菌曰蛋白质组学分析
阅韵陨院员园援 员员愿远怨 辕 躁援 蚤泽泽灶援 员园园鄄愿缘缘员援 圆园员源援 园圆援 园员远怨
摇 摇 耐辐射微生物广泛存在于细菌尧古菌和真核生物
中咱员 原 猿暂 袁其中袁耐辐射细菌涉及 员员 门遥 大多数天然分
离得到的耐辐射细菌是革兰氏阳性菌袁包括奇异球菌
属渊 阅藻蚤灶燥糟燥糟糟怎泽冤 的部分菌株尧耐辐射红色杆形菌
渊砸怎遭则燥遭葬糟贼藻则 则葬凿蚤燥贼燥造藻则葬灶泽冤尧玫瑰考克氏菌 渊 运燥糟怎则蚤葬
则燥泽藻葬冤尧植物乳杆菌渊蕴葬糟贼燥遭葬糟蚤造造怎泽 责造葬灶贼葬则怎皂冤和耐辐射
动球菌渊运蚤灶藻燥糟燥糟糟怎泽 则葬凿蚤燥贼燥造藻则葬灶泽冤等咱员袁 猿 原 源暂 遥 只有少数
耐辐射细菌是革兰氏阴性菌袁包括耐辐射甲基杆菌
渊酝藻贼澡赠造燥遭葬糟贼藻则蚤怎皂 则葬凿蚤燥贼燥造藻则葬灶泽冤 咱缘暂 尧抗辐射不动杆菌
渊 粤糟蚤灶藻贼燥遭葬糟贼藻则 则葬凿蚤燥则藻泽蚤泽贼藻灶泽 冤 咱远暂 尧 耐 辐 射 薄 层 菌
渊匀赠皂藻灶燥遭葬糟贼藻则 葬糟贼蚤灶燥泽糟造藻则怎泽冤 咱苑 原 愿暂 尧红螺菌渊阅藻泽藻则贼蚤遭葬糟贼藻则
则燥泽藻怎泽冤 咱怨暂 袁以及蓝细菌拟色球藻属渊悦澡则燥燥糟燥糟糟蚤凿蚤燥责泽蚤泽冤
的菌株咱员园暂 遥
耐辐射奇异球菌渊阅藻蚤灶燥糟燥糟糟怎泽 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽冤是迄今
发现的具有极强辐射抗性的微生物之一遥 对其辐射抗
性机制的研究表明袁该类微生物具有高效精确的 阅晕粤
修复系统尧抗氧化保护系统以及细胞清毒机制咱员袁 猿暂 遥
但目前对革兰氏阴性菌株的耐辐射机制知之甚少遥
月葬贼贼蚤泽贼葬等咱员员暂对辐射敏感的 耘援 糟燥造蚤进行多轮高剂量辐
射袁并对分离得到的抗辐射菌株进行了全基因组测序袁
结果表明 阅晕粤 重组修复基因突变渊 则藻糟粤袁 则怎增月袁 凿灶葬栽
等冤是大肠杆菌产生辐射抗性的重要原因遥 一些参与
细胞分裂渊 枣贼泽宰 辕 枣贼泽在冤尧蛋白质更新渊 糟造责孕 辕 糟造责载冤 和谷氨
酸转运渊 早造贼杂 冤的基因突变也与辐射抗性有关遥 月蚤造造蚤
等咱员圆 原 员猿暂对拟色球藻属菌株的辐射抗性进行了研究袁发
现这一菌属的细菌可形成多细胞聚集体袁外面包裹厚
膜以抵抗辐射损伤遥 辐射后类胡萝卜素大量积累袁作
为抗氧化保护剂袁清除辐射导致水光解形成的活性氧
渊砸韵杂冤自由基遥 另外袁细胞在辐射后的恢复期出现活
跃的 阅晕粤合成袁推测 阅晕粤 修复系统可能参与了基因
组和光合机构的重建遥
本研究以分离于西藏土样的别尔纳普氏属菌株
渊月藻造灶葬责蚤葬 泽责援 云 原 源袁 郧 原 冤为试验材料袁分析了其对紫
外线和 酌 原射线的辐射抗性袁并首次在蛋白质组水平
研究了 酌 原射线辐射后别尔纳普氏菌株的响应机制袁
以期发现与细菌辐射抗性相关的新基因或新机制遥
员摇 材料与方法
员郾 员摇 菌株和培养条件
供试菌株分离于西藏日喀则地区的土样遥 菌株用
郧月酝培养基 渊园郾 缘豫胰蛋白胨尧园郾 远豫蔗糖尧园郾 圆豫酵母
怨远员
核摇 农摇 学摇 报 圆愿 卷
提取物尧 园郾 圆豫 牛肉浸膏 冤 圆愿益 培养遥 对照菌株
阅藻蚤灶燥糟燥糟糟怎泽 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽 渊悦郧酝悦悦 员郾 远猿猿冤 购自中国普
通微生物菌种保藏管理中心袁耘泽糟澡藻则蚤糟澡蚤葬 糟燥造蚤 运员圆 由中
国农业科学院张维研究员馈赠遥 耘援 糟燥造蚤 运员圆 用 蕴月 培
养基 渊员豫 胰蛋白胨尧园郾 缘豫 酵母提取物尧员豫 晕葬悦造冤
猿苑益培养遥 耐辐射奇异球菌用 栽郧再 培养基渊园郾 缘豫 胰
蛋白胨尧园郾 猿豫 酵母提取物尧园郾 员豫葡萄糖冤猿园益培养遥
员郾 圆摇 菌株的分离和纯化
取 员早 土样加入 缘皂蕴 园郾 员皂燥造窑蕴 原员磷酸钾缓冲液
渊责匀值 苑郾 园冤中袁充分振荡 猿园皂蚤灶袁混匀静置 圆园皂蚤灶 后袁
取 员园园滋蕴上清液涂布于 郧月酝 固体培养基袁置于 圆愿益
培养箱中培养 苑凿遥 挑取单菌落在 郧月酝培养基上划线
纯化袁反复多次获得纯培养菌株遥
员郾 猿摇 哉灾辐射抗性的分析
将纯化后的菌株接种到 猿皂蕴 郧月酝培养液中袁圆愿益
培养至对数早期渊粤远园园 越 园郾 猿 耀 园郾 源冤遥 离心收集细胞袁
用 园郾 员皂燥造窑蕴 原员磷酸钾缓冲液渊责匀值 苑郾 园冤洗涤 员 次袁重
悬于等体积的磷酸钾缓冲液中遥 取 员郾 缘皂蕴 细胞悬液
加到直径 猿糟皂的无菌培养皿中袁室温下置于电动旋转
的平台上遥 转速为 圆园 耀 猿园则窑皂蚤灶 原员袁确保紫外线能均匀
照射到菌液上遥 哉灾辐射计量分别为 园尧圆园园尧源园园尧远园园尧
愿园园和 员园园园允窑皂 原圆遥 辐照后袁将菌液用 园郾 员皂燥造窑蕴 原员磷
酸钾缓冲液进行适当稀释袁取 员园园滋蕴稀释液涂布 郧月酝
平板上袁圆愿益培养遥 每次处理 猿 次重复遥 以未辐射细
胞进行活细胞计数袁计算辐射存活率遥 并以对数早期
的 阅援 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽 和 耘援 糟燥造蚤 运员圆 细胞作为对照袁在相
同 哉灾辐射条件下进行处理袁计算辐射存活率遥 挑选
具有较高 哉灾辐射抗性的菌株进行下一步 酌 原射线辐
射抗性分析遥
员郾 源摇 酌 原射线辐射抗性的分析
将初筛得到的 哉灾 辐射抗性菌株用 郧月酝 培养基
圆愿益培养至对数早期渊粤远园园 越 园郾 猿 耀 园郾 源冤遥 离心收集细
胞袁用 园郾 员皂燥造窑蕴 原员磷酸钾缓冲液洗涤 员 次袁重悬于等
体积 园郾 员皂燥造窑蕴 原员磷酸钾缓冲液中遥 取 员郾 缘 皂蕴 菌液加
到 员郾 缘皂蕴 耘孕 管中袁置远园悦燥 酌 原射线下渊员苑郧赠窑皂蚤灶 原员冤进
行辐射遥 辐射剂量分别为 圆尧源尧远尧愿 和 员园 噪郧赠遥 辐射后
的细胞用 园郾 员皂燥造窑蕴 原员磷酸钾缓冲液进行适当稀释袁各
取 员园园 滋蕴 稀释液分别涂布于 郧月酝 培养基上袁每次 猿
个平行样袁圆愿益培养遥 以未辐射细胞进行活细胞计数袁
计算辐射存活率遥 同样袁以对数早期 阅援 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽
和 耘援 糟燥造蚤 运员圆 细胞为对照遥 对于具有较强 哉灾和 酌 原
射线辐射抗性的菌株进行 员远杂 则阅晕粤序列分析遥
员郾 缘摇 细菌总 阅晕粤提取和 员远杂 则阅晕粤序列分析
细菌总 阅晕粤 的提取采用 悦栽粤月 法咱员源暂 遥 以基因组
阅晕粤为模板袁采用细菌 员远杂 则阅晕粤通用引物 圆苑云 渊缘忆 原
粤郧粤郧栽栽栽郧粤栽悦悦栽郧郧悦栽悦粤 原 猿忆冤 和 员源怨圆砸 渊 缘忆 原
郧郧栽栽粤悦悦栽栽郧栽栽粤悦郧粤悦栽栽 原 猿忆冤 进行 孕悦砸 扩增袁扩增
程序为 怨源益变性 猿园泽袁缘圆益退火 猿园泽袁苑圆益延伸 怨园泽袁猿园
个循环后 苑圆益延伸 员园皂蚤灶遥 孕悦砸 产物连接到 栽 载体
上袁转化 耘援 糟燥造蚤 感受态细胞袁在含 粤皂责 渊 缘园滋早窑
皂蕴 原员冤 辕 陨孕栽郧 辕 载鄄早葬造的 蕴月 平板上挑取白色菌落遥 将
鉴定正确的转化子送至北京华大基因研究中心进行
员远杂 则阅晕粤核苷酸序列测定遥 测序结果在 耘扎栽葬曾燥灶 网
站与数据库中细菌模式菌株的 员远杂 则阅晕粤 序列进行比
对遥 采用 悦蕴哉杂栽粤蕴 载 对 员远杂 则阅晕粤序列相似度较高的
菌株进行系统发育分析遥
员郾 远摇 细胞可溶性蛋白的提取和蛋白质组分析
将受试菌株渊月藻造灶葬责蚤葬 泽责援 云 原 源冤接种 郧月酝 培养
基中袁圆愿益振荡培养至对数早期渊粤远园园 越 园郾 猿 耀 园郾 源冤袁离
心收集菌体袁用 园郾 员皂燥造窑蕴 原员的磷酸钾缓冲液洗一次袁
重悬于等体积的 园郾 员 皂燥造窑蕴 原员磷酸钾缓冲液中遥 将菌
液分为两部分袁一部分在室温下进行 员园园园郧赠 的 酌 原射
线辐射袁另一部分未经辐射的菌体作为对照遥 辐射后
离心收集菌体袁并按 员早 菌体接种 员园园园皂蕴 新鲜 郧月酝
培养基的比例袁圆愿益 振荡培养 缘澡袁离心收集菌体袁
原 愿园益储存遥
试验组渊酌 原射线辐射冤和对照组渊未辐射冤菌体分
别悬浮于适量 月鄄孕耘砸誖 砸藻葬早藻灶贼 渊孕蚤藻则糟藻冤 中袁并补加
园郾 圆 滋皂燥造窑皂蕴 原员 孕酝杂云 和 圆园园 滋早窑皂蕴 原员溶菌酶袁轻微摇
动 圆园皂蚤灶遥 源益员缘园园园早离心袁收集上清至新管袁加入 员郾 圆
倍体积的 栽则蚤泽 饱和酚袁冰上涡旋 圆园皂蚤灶遥 源益 圆园园园园早
离心 圆园皂蚤灶袁酚相渊下相冤转移至新管袁加入 缘 倍体积
园郾 员皂燥造窑蕴 原员乙酸铵袁混匀袁 原 圆园益静置 圆澡遥 源益 圆园园园园早
离心 员园皂蚤灶袁去上清袁沉淀用无水乙醇和丙酮 渊含
园郾 园苑豫 茁 原巯基乙醇冤各洗一次袁冷冻干燥袁 原 愿园益保
存遥
双向电泳按照生产厂商渊郧耘 匀藻葬造贼澡糟葬则藻冤的使用说
明来进行遥 将蛋白质样品溶于适量上样缓冲液渊愿 皂燥造
窑蕴 原员 哉则藻葬袁圆豫 悦匀粤孕杂袁缘园 皂皂燥造窑蕴 原员 阅栽栽袁园郾 缘豫 陨孕郧
遭怎枣枣藻则 责匀值 源 原 苑冤中袁取 猿源园滋蕴样品渊含 愿园园 滋早蛋白冤
加入水化盘中袁轻轻放入 员愿糟皂 的胶条袁胶面朝下袁进
行水化遥 水化结束后袁进行等电聚焦袁聚焦程序为
圆缘园灾袁猿澡曰缘园园灾袁圆澡曰员园园园灾袁员澡曰员园园园园灾袁猿澡曰员园园园园灾袁
员园园园园园灾澡则曰缘园园灾袁圆园澡遥 聚焦完毕袁平衡后进行第二向
杂阅杂鄄孕粤郧耘袁分离胶浓度为 员圆郾 缘豫 遥 用考马斯亮蓝 郧 原
圆缘园 染液染色过夜袁次日进行脱色袁每次脱色 猿园皂蚤灶袁脱
色 圆 次遥 将脱好色的凝胶用 凿凿匀圆韵 清洗袁采用蕴葬遭杂糟葬灶 软件进行图像采集袁用 月陨韵鄄砸粤阅 孕阅匝哉耘杂栽
园苑员
摇 圆 期 耐辐射 月藻造灶葬责蚤葬菌株的分离和辐射后蛋白质组学分析
愿郾 园 双向分析软件对图像进行分析遥
用修剪后的吸头从凝胶上戳取表达量变化在 猿 倍
以上的蛋白质胶粒袁放入 员郾 缘皂蕴 离心管中袁送交上海
中科新生命生物科技有限公司进行 酝粤蕴阅陨鄄栽韵云 辕 栽韵云
质谱分析遥
圆摇 结果与分析
圆郾 员摇 菌株 云 原源 的分离和形态学特征
通过 哉灾 和 酌 原射线辐射抗性分析袁从西藏土样
中筛选到一株具有较强辐射抗性的菌株 云 原 源遥 在
郧月酝 平板上袁该菌株形成橙红色尧圆形尧表面光滑尧边
缘整齐的菌落遥 革兰氏染色阴性袁需氧袁不能移动袁不
产生孢子袁与 月藻造灶葬责蚤葬属菌株的外形特征相同咱员缘暂 遥 液
体培养时袁菌液在对数早期为白色袁到对数后期颜色逐
渐变成红色袁同时形成颗粒状菌体沉淀遥
图 员摇 菌株 云 原源 与系统发育近邻之间的关系
云蚤早援 员摇 孕澡赠造燥早藻灶藻贼蚤糟 凿藻灶凿则燥早则葬皂 泽澡燥憎蚤灶早 贼澡藻 责燥泽蚤贼蚤燥灶 燥枣 泽贼则葬蚤灶 云 原源 葬皂燥灶早 蚤贼泽 责澡赠造燥早藻灶藻贼蚤糟 灶藻蚤早澡遭燥怎则泽
圆郾 圆摇 菌株 云 原源 的 员远杂 则阅晕粤和系统发育分析
采用细菌 员远杂则阅晕粤 通用引物 圆苑云 和 员源怨圆砸 扩增
得到菌株 云 原源 的 员远杂 则阅晕粤袁全长 员源源愿 遭责 渊序列已提
交 郧藻灶月葬灶噪袁 登 录 号院 运悦缘园猿远远猿 冤遥 将 该 序 列 与
耘扎栽葬曾燥灶 细菌模式菌株的 员远杂 则阅晕粤序列进行比较袁结
果显示菌株 云 原源 的 员远杂 则阅晕粤与 月藻造灶葬责蚤葬 属的菌株具
有最高的相似性遥 其中与 月藻造灶葬责蚤葬 皂燥葬遭藻灶泽蚤泽 悦孕圆悦 的
相似性为 怨怨郾 员苑豫 袁与 月藻造灶葬责蚤葬 则燥泽藻葬 悦孕悦悦 员园园员缘远 的
相似性为 怨苑郾 源源豫 袁而与其它模式菌株的相似性低于
怨缘豫 遥 用 悦蕴哉杂栽粤蕴 载 对相似度较高菌株的 员远杂 则阅晕粤
进行多序列比对袁发现菌株 云 原 源 与 月藻造灶葬责蚤葬 皂燥葬遭藻灶泽蚤泽
悦孕圆悦 系统发育地位最相近渊图 员冤遥 基于 员远杂 则阅晕粤 基
因序列和系统发育分析袁认为菌株 云 原 源 为 月藻造灶葬责蚤葬 属
的菌株袁暂命名为 月藻造灶葬责蚤葬 泽责援 云 原 源遥
圆郾 猿摇 菌株 云 原源 的 哉灾和 酌 原射线辐射抗性分析
菌株 云 原 源 对 哉灾 和 酌 原射线的辐射抗性远高于
对照菌株 耘援 糟燥造蚤 运 原 员圆渊图 圆冤遥 当 哉灾 辐射剂量为
圆园园允窑皂 原圆时袁菌株 云 原 源 依然保持 圆缘豫的存活率遥 阅员园
约为 猿园园允窑皂 原 圆袁比 耘援 糟燥造蚤 高 苑 倍遥 当辐射剂量为
员园园园 允窑皂 原圆 时袁 尚 存 园郾 园苑豫 存 活 率袁 仅 比
阅援 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽低 源 倍遥 在 酌 原射线辐射抗性方面袁菌
株 云 原源 的 阅员园值约为 源噪郧赠袁比 耘援 糟燥造蚤 高 员园 倍遥 当辐
射 剂 量 为 员园噪郧赠 时袁 存 活 率 为 园郾 园园苑豫 袁 比
阅援 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽低 猿园 倍遥
圆郾 源摇 酌 原射线辐射后菌株 云 原源 中差异表达的蛋白质
为了确定一个合适的时间点以分析菌株 云 原 源 在
酌 原射线辐照后蛋白质组发生的变化袁本试验测定了
低剂量 酌 原射线辐射后袁菌株 云 原 源 在恢复期的生长曲
线遥 如图 猿 所示袁菌株在 员园园园郧赠 酌 原射线辐射后袁转
接到新鲜的 郧月酝培养基中培养遥 在培养的最初 缘澡为
生长停滞期袁缘澡之后开始持续生长袁至 员圆澡袁菌体倍增
了一倍以上袁表明细胞已完成修复袁恢复正常生长遥 因
此提取和分析辐射后培养 缘澡的细胞总蛋白质袁有助于
揭示细胞修复过程中起主要作用的蛋白质遥
对试验组渊员园园园郧赠 酌 原射线辐射冤和对照组渊未辐
射冤各 猿 个独立培养物的可溶性蛋白进行了提取和双
员苑员
核摇 农摇 学摇 报 圆愿 卷
图 圆摇 菌株 云 原源 在 哉灾和 酌 原射线辐照后的存活曲线
云蚤早援 圆摇 杂怎则增蚤增葬造 燥枣 泽贼则葬蚤灶 云 原源 葬枣贼藻则 藻曾责燥泽怎则藻 贼燥
哉灾 渊粤冤 燥则 早葬皂皂葬 蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 渊月冤
图 猿摇 菌株 云 原源 在 员园园园郧赠 酌 原射线辐射后的生长曲线
云蚤早援 猿摇 郧则燥憎贼澡 燥枣 云 原源 糟怎造贼怎则藻泽 葬枣贼藻则 藻曾责燥泽怎则藻 贼燥
员园园园郧赠 早葬皂皂葬 则葬凿蚤葬贼蚤燥灶
向电泳分离袁每一样品进行 圆 次重复袁代表性结果如图
源 所示遥 在双向电泳图谱上袁观察到近千个蛋白点袁分
子量主要集中在 圆园 耀 员园园噪阅葬袁责匀 值在 源 耀 苑 范围内遥
对其中分离效果比较理想的 怨苑愿 个点进行了分析袁结
果显示 酌 原射线辐射后有 怨愿 个蛋白质样点稳定地出
现上调和下调 圆 倍的变化遥 进一步对辐射后上调或下
调 猿 倍以上的 猿圆 个蛋白点进行 酝粤蕴阅陨鄄栽韵云鄄酝杂 质谱
分析袁共鉴定出 员圆 种蛋白质渊表 员冤遥 根据 晕悦月陨 蛋白
相邻类的聚簇分析 渊 悦造怎泽贼藻则 燥枣 韵则贼澡燥造燥早燥怎泽 郧则燥怎责泽 燥枣
责则燥贼藻蚤灶泽袁 悦韵郧泽冤袁对这些差异表达的蛋白质进行了分
类袁它们分别参与蛋白质折叠加工渊郧则燥耘蕴冤曰能量合成
和转换渊粤栽孕合成酶 琢亚基尧钼蝶呤结合 原醛氧化酶 辕
黄嘌呤脱氢酶冤曰糖转运和代谢渊烯醇化酶尧磷酸甘油
酸变位酶冤曰氨基酸转运和代谢渊谷氨酰胺合成酶尧半
胱氨酸合成酶和氮调节蛋白 孕鄄陨陨冤曰辅酶代谢渊双功能
硫载体蛋白 辕 噻唑合成酶冤曰细胞被膜合成渊外膜蛋白
韵皂责粤冤遥 此外袁还包括两种功能未知的蛋白遥
图 源摇 员园园园郧赠 酌 原射线辐射前后菌株 云 原源
蛋白质组的变化
云蚤早援 源摇 孕则燥贼藻蚤灶 责则燥枣蚤造藻 燥枣 灶燥灶鄄蚤则则葬凿蚤葬贼藻凿 渊孕葬灶藻造 粤冤
葬灶凿 蚤则则葬凿蚤葬贼藻凿 渊孕葬灶藻造 月冤 云 原源 糟藻造造泽
圆苑员
摇 圆 期 耐辐射 月藻造灶葬责蚤葬菌株的分离和辐射后蛋白质组学分析
表 员摇 酌 原射线辐射后菌株 云 原源 中表达水平发生改变的蛋白质
栽葬遭造藻 员摇 阅蚤枣枣藻则藻灶贼蚤葬造造赠 藻曾责则藻泽泽藻凿 责则燥贼藻蚤灶泽 枣燥造造燥憎蚤灶早 早葬皂皂葬 蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 蚤灶 泽贼则葬蚤灶 云 原源
编号
蕴葬遭藻造
辐射后变化倍数
云燥造凿 悦澡葬灶早藻
葬枣贼藻则 蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶
早蚤号
郧藻灶藻
蚤凿藻灶贼蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶
分子量
酝燥造藻糟怎造葬则
憎藻蚤早澡贼泽袁 阅
等电点
责陨
蛋白质名称
粤灶灶燥贼葬贼蚤燥灶
悦韵郧分类
悦韵郧
员苑园远 缘郾 圆圆 早蚤 渣缘愿园源园猿猿圆 缘苑缘员猿郾 圆 缘郾 员愿 早则燥耘蕴 早藻灶藻 责则燥凿怎糟贼
早则燥耘蕴 基因产物
园源缘怨韵
源愿员愿 猿郾 缘猿 早蚤 渣圆怨远缘猿圆缘怨源 缘缘缘怨猿郾 猿 远郾 园苑 粤栽孕 泽赠灶贼澡葬泽藻 云园云员 泽怎遭怎灶蚤贼 葬造责澡葬
粤栽孕合成酶的 云员 部分 琢亚单位
园园缘远悦
圆愿园远 猿郾 员怨 早蚤 渣员苑园苑源员猿园园 苑怨苑苑圆郾 远 缘郾 员 皂燥造赠遭凿燥责贼藻则蚤灶 遭蚤灶凿蚤灶早 葬造凿藻澡赠凿藻 燥曾蚤凿葬泽藻 葬灶凿
曾葬灶贼澡蚤灶藻 凿藻澡赠凿则燥早藻灶葬泽藻
钼蝶呤结合 原醛氧化酶和黄嘌呤脱氢酶
员缘圆怨悦
员远园圆 源郾 源缘 早蚤 渣圆缘源源远圆员愿园 源缘圆怨园郾 怨 源郾 怨远 责澡燥泽责澡燥责赠则怎增葬贼藻 澡赠凿则葬贼葬泽藻
磷酸烯醇式丙酮酸水合酶渊烯醇化酶冤
园员源愿郧
源远员愿 猿郾 员远 早蚤 渣圆怨远缘猿圆远员猿 缘圆猿员园郾 远 缘郾 缘怨 孕澡燥泽责澡燥早造赠糟藻则葬贼藻 皂怎贼葬泽藻
磷酸甘油酸变位酶
园远怨远郧
猿远园缘 源郾 愿怨 早蚤 渣圆怨远缘猿缘愿远圆 缘猿员员远 缘郾 缘圆 郧造怎贼葬皂蚤灶藻 泽赠灶贼澡藻贼葬泽藻
谷氨酰胺合成酶
园员苑源耘
愿源员源 猿郾 远苑 早蚤 渣猿源苑缘圆苑苑猿愿 猿圆园源猿郾 愿 远郾 远员 糟赠泽贼藻蚤灶藻 泽赠灶贼澡葬泽藻泽
半胱氨酸合成酶
园园猿员耘
远园园缘 园郾 园愿 早蚤 渣圆怨远缘猿缘愿远猿 员圆远源缘郾 愿 远郾 员源 灶蚤贼则燥早藻灶 则藻早怎造葬贼燥则赠 责则燥贼藻蚤灶 孕鄄陨陨
氮调节蛋白 孕鄄陨陨
园猿源苑耘
源猿园怨 源郾 园缘 早蚤 渣员员苑怨圆猿怨愿园 猿缘员源苑 缘郾 缘苑 遭蚤枣怎灶糟贼蚤燥灶葬造 泽怎造枣怎则 糟葬则则蚤藻则 责则燥贼藻蚤灶 辕 贼澡蚤葬扎燥造藻 泽赠灶贼澡葬泽藻
双功能硫载体蛋白 辕噻唑合成酶
圆园圆圆匀
猿缘员员 园郾 猿猿 早蚤 渣员员源猿圆苑园圆猿 猿圆圆远苑郾 猿 缘郾 源远 燥怎贼藻则 皂藻皂遭则葬灶藻 责则燥贼藻蚤灶 韵皂责粤
外膜蛋白 韵皂责粤
圆愿愿缘酝
苑远园愿 缘郾 圆园 早蚤 渣圆怨远缘猿猿园远远 猿圆远圆远郾 苑 远郾 圆源 糟燥灶泽藻则增藻凿 澡赠责燥贼澡藻贼蚤糟葬造 责则燥贼藻蚤灶
保守的假拟蛋白
员缘园员 猿郾 苑苑 早蚤 渣猿猿圆缘远员圆员园 缘猿怨苑猿郾 怨 源郾 怨员 澡赠责燥贼澡藻贼蚤糟葬造 责则燥贼藻蚤灶
假拟蛋白
猿摇 讨论
本研究从来自西藏的土壤样品中分离得到一株耐
辐射别尔纳普氏菌 云 原 源渊月藻造灶葬责蚤葬 泽责援 云 原 源冤袁并在蛋
白质组水平分析了菌株 云 原 源 对 酌 原射线辐射的响应
机制遥
目前袁天然分离得到的耐电离辐射菌株多数为革
兰氏阳性菌株袁其中耐辐射异常球菌渊阅援 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽冤
是最常用的研究系统袁对其辐射抗性机制研究的也最
为透彻咱员袁 猿暂 遥 相比之下袁对耐辐射革兰氏阴性菌株的
分离和抗性机制的研究还十分薄弱遥 在为数不多的天
然耐辐射革兰氏阴性菌株中袁蓝细菌拟球色藻属的菌
株被报道具有很强的辐射抗性咱员园暂 遥 本研究分离得到
的别尔纳普氏菌 云 原 源 对 哉灾悦渊员园园 耀 圆愿园灶皂冤抗性与拟
球色藻属的菌株相似袁阅员园约为 猿园园 允窑皂 原圆袁比 耘援 糟燥造蚤
高 苑 倍袁但低于 阅援 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽 渊 阅员园 约为 远远园 允窑
皂 原圆冤 咱猿袁 员猿暂 遥 云 原 源 对 酌 原射线的抗性 阅员园约为 源噪郧赠袁比
耘援 糟燥造蚤 高 员园 倍袁比 阅援 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽低 圆 倍遥
为了揭示别尔纳普氏菌 云 原源 的辐射抗性机制袁本
研究首次采用蛋白质组学分析的方法袁对低剂量
渊员园园园郧赠冤酌 原射线辐射后 云 原 源 菌株差异表达的蛋白
质进行鉴定遥 结果表明辐射后有 猿圆 个蛋白质样点出
现上调或下调 猿 倍的变化袁其中 圆源 个蛋白质上调袁愿
个蛋白质下调遥 由于数据库中对 月藻造灶葬责蚤葬属菌株的蛋
白注释不够完善袁质谱分析只鉴定出 员圆 个蛋白质遥 根
据 晕悦月陨蛋白相邻类的聚簇分析袁对这些功能基因与
月藻造灶葬责蚤葬属菌株辐射抗性关系进行如下探讨遥
分子伴侣 郧则燥耘蕴 蛋白可以促进蛋白质多肽链的
正确折叠袁防止错误聚集遥 辐射后 郧则燥耘蕴 蛋白上调
缘郾 圆圆 倍袁有助于受损蛋白组的重建袁促进细胞的修复
与生长遥 在 阅援 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽 中也发现 郧则燥耘蕴 蛋白在辐
猿苑员
核摇 农摇 学摇 报 圆愿 卷
射后的恢复期高水平表达咱员远暂 遥
粤栽孕合成酶和钼蝶呤结合 原醛氧化酶 辕黄嘌呤脱
氢酶参与细胞能量生成和转换过程遥 粤栽孕 合成酶 琢
亚基在辐射后上调 猿郾 缘猿 倍袁表明细胞修复需要大量能
量的供应遥 在 员噪郧赠 辐射的 阅援 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽 中袁粤栽孕 合
成酶 琢和 着亚基在辐射后也出现上调表达咱员苑暂 遥 本研
究首次发现钼蝶呤结合 原醛氧化酶渊粤韵冤 辕 黄嘌呤脱
氢酶渊载阅匀冤在辐射后上调 猿郾 员怨 倍遥 粤韵 和 载阅匀 具有
很高的序列相似性遥 醛氧化酶渊粤韵冤可以催化多种脂
肪醛和芳香醛氧化成羧酸类物质遥 黄嘌呤脱氢酶
渊载阅匀冤可以催化黄嘌呤生成尿酸遥 在人体中尿酸是
一个强抗氧化剂袁可以清除单线氧尧活性氧自由基和过
氧亚硝基化合物咱员愿暂 遥 在 月藻造灶葬责蚤葬 菌株中袁粤韵 和 载阅匀
是否在辐射后的细胞抗氧化过程中发挥作用袁还需进
一步研究遥
烯醇化酶和磷酸甘油酸变位酶参与糖酵解途径袁
它们在辐射后表达量上调 缘 倍袁可为细胞的修复提供
能量遥 在 阅援 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽 中袁观察到另一种糖酵解途
径的关键酶 猿 原 磷酸甘油醛脱氢酶在辐射后上调表
达咱员怨暂 遥
半胱氨酸合成酶尧谷氨酰胺合成酶和氮调节蛋白
孕鄄陨陨参与氨基酸转运和代谢过程遥 半胱氨酸合成酶
渊悦杂冤是半胱氨酸生物合成的关键酶遥 半胱氨酸是抗
氧化剂谷胱甘肽渊郧杂匀冤的组分袁其浓度的高低对谷胱
甘肽的合成速度产生很大影响咱圆园暂 遥 辐射后半胱氨酸
合成酶上调表达 猿郾 远苑 倍袁推测其可能通过增加半胱氨
酸的浓度调控 郧杂匀的合成袁从而参与细胞氧化还原状
态的维持和抗氧化保护遥 谷氨酰胺合成酶渊郧杂冤催化
谷氨酰胺的生物合成袁参与生物体的氮代谢遥 氮调节
蛋白 孕鄄陨陨在氮代谢调控中发挥核心作用袁可刺激谷氨
酰胺合成酶的腺苷酰化袁使其活性降低咱圆员暂 遥 在辐射
后袁氮调节蛋白 孕鄄陨陨显著下调 员园 倍袁而谷氨酰胺合成
酶上调 源郾 愿怨 倍袁推测由于 孕鄄陨陨 下调袁谷氨酰胺合成酶
的腺苷酰化程度降低袁从而保存较强的活性以促进谷
氨酰胺的合成袁为辐射后细胞修复提供充足氮源遥 以
上推测尚需实验的进一步验证遥
双功能的硫载体蛋白 辕噻唑合成酶参与硫胺素的
生物合成遥 焦磷酸硫胺素是生物体重要的辅因子袁参
与 栽悦粤循环为机体供能遥 硫胺素还可以提高生物体
的抗氧化能力咱圆圆 原 圆猿暂 遥 辐射后双功能的硫载体蛋白 辕噻
唑合成酶上调 源郾 园猿 倍袁暗示出机体可能通过提高硫胺
素的合成袁促进细胞的能量代谢和抗氧化保护能力遥
外膜蛋白 韵皂责粤 是突出于细菌外膜表面的孔蛋
白袁参与维持细胞膜结构尧物质运输尧信号传导等过程遥
λ 原射线辐射后袁月藻造灶葬责蚤葬 云 原 源 菌株 韵皂责粤 下调了 猿
倍遥 在 灾蚤遭则蚤燥 菌株中袁λ 原射线辐射后 韵皂责粤的表达下
降袁但 哉灾悦 辐射后袁韵皂责粤 的表达增加咱圆源 原 圆缘暂 遥 因此袁
还需进一步研究 韵皂责粤在辐射处理后的响应机制遥
辐射后两种假拟蛋白显著上调袁其中假拟蛋白渊早蚤
渣 圆怨远缘猿猿园远远 冤 功能未知遥 另一种假拟蛋白 渊 早蚤 渣
猿猿圆缘远员圆员园冤约含 员愿远 个氨基酸袁在氨基酸 缘园 原 员缘猿 区
域具有 孕鄄造燥燥责 晕栽孕葬泽藻 活性遥 耘援 糟燥造蚤 再躁蚤粤 蛋白具有 孕鄄
造燥燥责 郧栽孕葬泽藻 保守基序袁在丝裂霉素导致 阅晕粤 损伤时
被显著诱导咱圆远暂 遥 因此推测含有 孕鄄造燥燥责 晕栽孕葬泽藻 结构域
的假拟蛋白可能与辐射后 阅晕粤损伤修复有关遥
总之袁本研究对别尔那普氏属菌株 云 原 源 的 哉灾和
酌 原射线辐射抗性进行了鉴定袁并对低剂量 酌 原射线辐
射后细胞蛋白质的差异表达进行了初步分析遥 结果显
示院辐射后 云 原源 菌株的细胞修复是一个涉及蛋白质折
叠加工尧能量代谢尧氨基酸代谢尧辅酶代谢等的复杂过
程袁但尚不清楚 阅晕粤修复等途径在辐射抗性中发挥的
作用遥 在未来的研究中袁将对别尔那普氏属菌株 云 原 源
进行基因组测序袁并对辐射相关重要基因进行功能分
析袁以期更深入地了解革兰氏阴性 月藻造灶葬责蚤葬 菌株的抗
辐射机理遥
源摇 结论
月藻造灶葬责蚤葬 泽责援 云 原 源 是一株具有较强辐射抗性的革
兰氏阴性菌株遥 在 哉灾 或 酌 原射线辐射后袁菌株 云 原 源
阅员园分别为 猿园园 允窑皂 原圆或 源噪郧赠袁比辐射敏感的 耘援 糟燥造蚤高苑 耀 员园 倍袁仅比 阅援 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽 低 圆 倍遥 在低剂量
渊员园园园郧赠冤酌 原射线辐射后袁对数早期 云 原 源 细胞中有 猿圆
个蛋白质的表达出现 猿 倍以上的变化袁其中 圆源 个蛋白
质上调袁愿 个蛋白质下调遥 这些辐射响应的蛋白质因
子参与蛋白质折叠加工尧能量代谢尧氨基酸代谢尧辅酶
代谢等途径遥 一些功能未知的基因可能也与辐射抗性
相关袁尚需进一步的鉴定和分析遥
参考文献院
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源苑员
摇 圆 期 耐辐射 月藻造灶葬责蚤葬菌株的分离和辐射后蛋白质组学分析
咱 源 暂摇 唐然袁 袁梦龙袁 吴菁袁 陈明袁 张维袁 林敏援 一株耐辐射考克氏菌
的分离与鉴定 咱允暂 援 核农学报袁 圆园员园袁 圆源渊圆冤 院 圆苑远 原 圆愿园
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咱 允 暂 援 陨灶贼藻则灶葬贼蚤燥灶葬造 允燥怎则灶葬造 燥枣 杂赠泽贼藻皂葬贼蚤糟 葬灶凿 耘增燥造怎贼蚤燥灶葬则赠
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晕藻憎 再燥则噪院 郧则藻藻灶藻 孕怎遭造蚤泽澡蚤灶早 粤泽泽燥糟蚤葬贼藻泽 葬灶凿 宰蚤造藻赠 原 陨灶贼藻则泽糟蚤藻灶糟藻袁
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咱员缘暂摇 砸藻凿凿赠 郧 杂袁 晕葬早赠 酝袁 郧葬则糟蚤葬鄄孕蚤糟澡藻造 云援 月藻造灶葬责蚤葬 皂燥葬遭藻灶泽蚤泽 早藻灶援
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咱员愿暂摇 杂燥 粤袁 栽澡燥则藻灶泽 月援 哉则蚤糟 葬糟蚤凿 贼则葬灶泽责燥则贼 葬灶凿 凿蚤泽藻葬泽藻 咱允暂 援 栽澡藻 允燥怎则灶葬造
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咱员怨暂摇 在澡葬灶早 悦袁 宰藻蚤 允袁 在澡藻灶早 在袁 再蚤灶早 晕袁 杂澡藻灶早 阅袁 匀怎葬 再援 孕则燥贼藻燥皂蚤糟
葬灶葬造赠泽蚤泽 燥枣 阅藻蚤灶燥糟燥糟糟怎泽 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽 则藻糟燥增藻则蚤灶早 枣则燥皂 酌 原 蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶
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咱圆园暂摇 酝葬泽蚤责 蕴袁 灾藻藻则葬增葬造造蚤 运袁 郧藻燥则早蚤燥怎 郧援 栽澡藻 皂葬灶赠 枣葬糟藻泽 燥枣 早造怎贼葬贼澡蚤燥灶藻
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苑缘猿 原 苑远圆
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运燥怎泽泽藻增蚤贼扎噪赠 杂袁 酝蚤泽则葬 粤晕袁 酝蚤贼贼造藻则 砸袁 杂澡蚤灶贼葬灶蚤 阅援 栽澡蚤葬皂蚤灶 糟燥灶枣藻则泽
藻灶澡葬灶糟藻凿 贼燥造藻则葬灶糟藻 贼燥 燥曾蚤凿葬贼蚤增藻 泽贼则藻泽泽 蚤灶 粤则葬遭蚤凿燥责泽蚤泽 咱 允暂 援 孕造葬灶贼
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咱圆猿暂摇 蕴怎噪蚤藻灶噪燥 孕 陨袁 酝藻造爷 灶蚤糟澡藻灶噪燥 晕 郧袁 在增藻则蚤灶泽噪蚤蚤 陨 灾袁 在葬遭则燥凿泽噪葬赠葬 杂
灾援 粤灶贼蚤燥曾蚤凿葬灶贼 责则燥责藻则贼蚤藻泽 燥枣 贼澡蚤葬皂蚤灶藻 咱允暂 援 月怎造造藻贼蚤灶 燥枣 耘曾责藻则蚤皂藻灶贼葬造
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葬造贼藻则藻凿 蚤灶 则藻泽责燥灶泽藻 贼燥 酌 原 蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 燥则 造燥灶早鄄贼藻则皂 泽贼葬则增葬贼蚤燥灶 咱 允暂 援
砸藻泽藻葬则糟澡 蚤灶 酝蚤糟则燥遭蚤燥造燥早赠袁 圆园员园袁 员远员渊员园冤院 愿远怨 原 苑缘
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葬造贼藻则藻凿 蚤灶 则藻泽责燥灶泽藻 贼燥 哉灾悦鄄则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 蚤灶 灾蚤遭则蚤燥 责葬则葬澡葬藻皂燥造赠贼蚤糟怎泽 葬灶凿
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责则燥贼藻蚤灶 泽怎早早藻泽贼泽 葬 郧栽孕鄄凿藻责藻灶凿藻灶贼 则藻早怎造葬贼燥则赠 枣怎灶糟贼蚤燥灶 咱允暂 援 孕则燥贼藻蚤灶泽袁
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圆园员源袁圆愿渊圆冤院园员远怨 耀 园员苑远
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孕则燥贼藻燥皂蚤糟 粤灶葬造赠泽蚤泽 葬枣贼藻则 耘曾责燥泽怎则藻 贼燥 郧葬皂皂葬 砸葬凿蚤葬贼蚤燥灶
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渊悦燥造造藻早藻 燥枣 蕴蚤枣藻 杂糟蚤藻灶糟藻泽袁 悦葬责蚤贼葬造 晕燥则皂葬造 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁 月藻蚤躁蚤灶早摇 员园园园源愿冤
粤遭泽贼则葬糟贼院粤 则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 则藻泽蚤泽贼葬灶贼 早则葬皂鄄灶藻早葬贼蚤增藻 月葬糟贼藻则蚤怎皂 泽贼则葬蚤灶袁 云 原 源袁 憎葬泽 蚤泽燥造葬贼藻凿 枣则燥皂 贼澡藻 泽燥蚤造 泽葬皂责造藻泽 糟燥造造藻糟贼藻凿 枣则燥皂
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藻曾责燥泽怎则藻 贼燥 哉灾 燥则 早葬皂皂葬 则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 憎藻则藻 猿园园允窑皂 原圆 葬灶凿 源园园园郧赠 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠袁 皂怎糟澡 澡蚤早澡藻则 贼澡葬灶 贼澡燥泽藻 燥枣 则葬凿蚤燥鄄泽藻灶泽蚤贼蚤增藻
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源 糟藻造造泽 贼燥 员园园园 郧赠 早葬皂皂葬 则葬赠泽 葬贼 则燥燥皂 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻援 粤枣贼藻则 蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶袁 贼澡藻 糟藻造造泽 憎葬泽 糟怎造贼蚤增葬贼藻凿 枣燥则 缘 澡燥怎则泽 枣燥则 则藻糟燥增藻则赠袁
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葬灶葬造赠泽蚤泽 憎葬泽 糟葬则则蚤藻凿 燥怎贼 贼燥 蚤凿藻灶贼蚤枣赠 贼澡藻 凿蚤枣枣藻则藻灶贼蚤葬造 藻曾责则藻泽泽藻凿 责则燥贼藻蚤灶泽 葬枣贼藻则 早葬皂皂葬 蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶援 栽澡藻 则藻泽怎造贼泽 泽澡燥憎藻凿 贼澡葬贼 猿圆
责则燥贼藻蚤灶泽 凿蚤泽责造葬赠藻凿 猿 原 枣燥造凿 蚤灶糟则藻葬泽藻 燥则 凿藻糟则藻葬泽藻 葬枣贼藻则 蚤则则葬凿蚤葬贼蚤燥灶援 粤皂燥灶早 贼澡藻皂袁 圆源 责则燥贼藻蚤灶泽 憎藻则藻 怎责鄄则藻早怎造葬贼藻凿 葬灶凿 愿
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贼澡藻 皂藻糟澡葬灶蚤泽皂 燥枣 则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 贼燥造藻则葬灶糟藻 蚤灶 遭葬糟贼藻则蚤葬援
运藻赠 憎燥则凿泽院砸葬凿蚤葬贼蚤燥灶 则藻泽蚤泽贼葬灶贼曰 月藻造灶葬责蚤葬曰 阅藻蚤灶燥糟燥糟糟怎泽 则葬凿蚤燥凿怎则葬灶泽曰 孕则燥贼藻燥皂蚤糟泽 葬灶葬造赠泽蚤泽
远苑员