[發明專利]一種利用聚球藻基因的啟動子檢測水體營養鹽生物可利用度的方法

在審

• 申請號: 202210488031.0
• 申請日: 2022-05-06
• 公開（公告）號: CN114736842A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 姜海波;劉浩;王鑫威;黃海龍;韋嘉寧;趙夢潔;廖如蘭;殷克東
• 申請（專利權）人: 寧波大學;南方海洋科學與工程廣東省實驗室（珠海）
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/74;C12N15/65;C12N15/113;C12Q1/04;C12R1/01
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 趙崇楊

本發明公開了一種利用聚球藻基因的啟動子檢測水體營養鹽生物可利用度的方法。本發明通過構建含有對水體營養鹽缺乏敏感的聚球藻基因的啟動子序列和熒光蛋白基因片段組成的重組表達元件的轉基因聚球藻，實現了聚球藻中對營養鹽元素缺乏敏感的基因的啟動子與熒光蛋白的融合表達，即可通過啟動子調控其下游熒光報告基因的表達，獲得熒光信號。當水體中營養鹽缺乏時，會誘導聚球藻中對營養鹽元素缺乏敏感的基因及熒光報告基因的表達，可通過測量熒光值來檢測水體營養鹽生物可利用度。本發明所述檢測水體營養鹽生物可利用度的方法相較于現有通過營養鹽元素的物理化學特性檢測營養鹽濃度的方法來說，可以更加真實的反映水體中營養鹽的生物可利用度。

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域。更具體地，涉及一種利用聚球藻基因的啟動子檢測水體營養鹽生物可利用度的方法。

背景技術

營養鹽是浮游植物生長的物質基礎，其含量高低直接影響海洋初級生產力，對海洋生態系統具有十分重要的意義。在生物地球化學循環的過程中，營養鹽與生物活動、環境要素等有著密切的聯系。近年來，隨著研究的深入，營養鹽與生態環境之間的關系日益受到重視。

水體營養鹽的生物可利用度是控制浮游植物生物量的關鍵因素，對水環境生態學的研究具有重要意義。但現有水體營養鹽的研究主要集中在對營養鹽濃度的檢測上，忽略了水體營養鹽的生物可利用性濃度?，F有營養鹽濃度檢測均是根據營養鹽元素的物理化學特性，通過某些理化反應，使其成為適用于儀器檢測的物質形式，經過吸光度、質譜或色譜等技術計算獲得營養鹽濃度。營養鹽濃度雖在環境學上具有一定的參考價值，但從生物學角度來看，特定環境中某種營養鹽元素的總含量無法盡數被浮游植物利用，營養鹽的可利用度會隨著外在條件的變化而變化，所以其測得的營養鹽濃度并不能代表生物可利用度。因此，需要一種檢測水體營養鹽生物可利用度的方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有上述技術的缺陷和不足，提供一種利用聚球藻基因的啟動子檢測水體營養鹽生物可利用度的方法。

本發明的第一個目的是提供一種轉基因聚球藻。

本發明的第二個目的是提供所述轉基因聚球藻在檢測水體營養鹽生物可利用度中的應用。

本發明的第三個目的是提供一種利用所述轉基因聚球藻檢測水體營養鹽生物可利用度的方法。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

聚球藻7002是一種能夠利用無機氮磷進行光合作用并產生有機質的原核生物，是藍藻(也被稱為藍細菌)中的一種，對環境有著極強的適應能力。本發明通過構建含有對水體營養鹽缺乏敏感的聚球藻基因的啟動子序列和熒光蛋白基因片段組成的重組表達元件的轉基因聚球藻，實現了聚球藻7002中對營養鹽元素缺乏敏感的基因的啟動子與熒光蛋白的融合表達，即可通過啟動子調控其下游熒光報告基因的表達，獲得可檢測的熒光信號。當水體中的營養鹽缺乏時，會誘導聚球藻中對營養鹽元素缺乏敏感的基因及熒光報告基因的表達，通過測定熒光值，可間接的反應出環境中可利用的營養鹽元素的濃度，也可以更加真實的反映出樣本水體中對于浮游植物本身而言更有參考意義的生物可利用度。

本發明首先提供了一種轉基因聚球藻，所述轉基因聚球藻中含有對水體營養鹽缺乏敏感的聚球藻基因的啟動子序列和熒光蛋白基因片段組成的重組表達元件。

具體地，所述重組表達元件為含有對水體營養鹽缺乏敏感的聚球藻基因的啟動子序列和熒光蛋白基因片段的重組表達載體。

具體地，所述表達載體為pAQE19。

pAQE19是以聚球藻7002中原有的基因組質粒pAQE1為基礎，經過插入多克隆位點、抗生素抗性基因等步驟構建得到的，其具有與聚球藻7002的基因組高度同源并能在藻細胞中長期穩定遺傳的特性，是在聚球藻7002中進行外源基因表達的優良載體。

具體地，所述對水體營養鹽缺乏敏感的聚球藻基因為對氮、磷或鐵元素缺乏敏感的聚球藻基因。