[發(fā)明專利]一種降解甲基汞的重組菌株及其構建方法和應用

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• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115895986A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設計）人: 陰永光;楊青青;郭瑛瑛;向玉萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/70;C12N15/60;A62D3/02;C12R1/19
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 喬獻麗

本發(fā)明涉及一種降解甲基汞的重組菌株及其構建方法和應用，所述菌株包含merB基因和與所述merB基因可操作地連接的組成型啟動子。其構建方法包括將包含merB基因序列和與所述merB基因序列可操作地連接的組成型啟動子的表達載體導入宿主細胞例如大腸桿菌，經測序驗證獲得重組菌株。本發(fā)明的重組菌株可快速降解缺氧/有氧培養(yǎng)基中的甲基汞；對缺氧/有氧沉積物中新生成的甲基汞，具有較好的降解效果；沉積物中甲基汞的老化，尤其是有氧沉積物中甲基汞的老化會降低其生物可利用性從而降低重組菌株甲基汞降解效果，結合硫代硫酸銨提取可提高重組菌株對部分有氧沉積物中老化甲基汞的降解；本發(fā)明的重組菌株可用于原位直接降解或分離后異位降解沉積物中的甲基汞。

技術領域

本發(fā)明屬于生物除汞技術領域，具體涉及一種降解甲基汞的重組菌株及其構建方法和應用。

背景技術

汞是一種具有極大生態(tài)健康風險的全球性污染物。為預防和控制汞污染帶來的生態(tài)健康風險，國際社會通過了《關于汞的水俁公約》，并于2017年開始實施該公約。我國是全球最大的汞生產、使用和排放國，環(huán)境汞污染形勢十分嚴峻，在履約中面臨著巨大的國際壓力。繼汞公約實施后，中國正在加速限汞步伐，汞減排效果明顯。然而，解決歷史遺留的汞污染的問題，降低汞沿食物鏈的富集累積可能導致的居民汞暴露風險仍是我國面臨的巨大挑戰(zhàn)。

汞在環(huán)境中以無機汞或有機汞的形式存在，不同形態(tài)的汞毒性差異較大，其中甲基汞是毒性最強的汞形態(tài)之一，主要由厭氧甲基化微生物產生，可通過食用受污染的魚類或稻米進入人體而引起健康風險(參考文獻：Environmental?Science＆Technology.2019，53(1)，4-19；Jama.1998，280(8)，701-707)。自然環(huán)境中甲基汞的污染治理主要通過生物和非生物的途徑。非生物途徑甲基汞修復主要采用疏浚和原位覆蓋技術，修復成本高，修復后汞仍以高毒性的甲基汞形態(tài)存在，后續(xù)仍可能引起環(huán)境健康風險(參考文獻：Science?ofthe?Total?Environment.2020，707(2)，136031)。而微生物可通過自身新陳代謝過程將高毒性的甲基汞轉化為低毒的無機汞形態(tài)，這一形態(tài)轉化過程主要由甲基汞裂解酶蛋白MerB介導完成。甲基汞裂解酶蛋白MerB可斷裂C-Hg鍵將甲基汞轉化為無機汞。然而，merB基因作為輔助基因位于mer操縱子的下游，其表達量不穩(wěn)定，導致微生物甲基汞降解效果存在差異(參考文獻：Gene.1999，239(2)，361-366)。此外，對于利用merB基因進行汞污染的治理，多以植物為模式生物降解土壤中的甲基汞，缺乏利用重組微生物對甲基汞尤其是甲基汞生成熱點區(qū)域沉積物中甲基汞污染的處理的記載。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種降解甲基汞的重組菌株及其構建方法和應用。

為了實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

一方面，本發(fā)明提供重組菌株，所述重組菌株包含merB基因序列和與所述merB基因序列可操作地連接的組成型啟動子。

在一些實施方案中，所述merB基因序列如SEQ?ID?NO：9所示。

在一些實施方案中，所述組成型啟動子選自BBa_J23119、BBa_J23104、BBa_J23105、BBa_J23106和BBa_J23107，所述BBa_J23119的核苷酸序列如SEQ?ID?NO：11所示，所述BBa_J23104的核苷酸序列如SEQ?ID?NO：12所示，所述BBa_J23105的核苷酸序列如SEQ?IDNO：13所示，所述BBa_J23106的核苷酸序列如SEQ?ID?NO：14所示，所述BBa_J23107的核苷酸序列如SEQ?ID?NO：15所示。

另一方面，本發(fā)明提供重組菌株，其能夠降解甲基汞，所述菌株是大腸桿菌DH5α-J23106-merB菌株，保藏號為CGMCC?No.25204。

另一方面，本發(fā)明提供降解甲基汞的重組菌株的制備方法，其包括以下步驟：