法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2018-05-18
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C12N15/11 授权公告日:20160406 终止日期:20170426 申请日:20130426
专利权的终止
2016-04-06
授权
授权
2014-01-15
实质审查的生效 IPC(主分类):C12N15/11 申请日:20130426
实质审查的生效
2013-12-11
公开
公开
技术领域
本发明属于微生物学与分子生物学技术领域,具体涉及一种含有能够降解荧蒽功能基因的降解质粒及其提取方法。
背景技术
多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是一类含有两个或两个以上苯环的有毒有机污染物,具有强烈的致癌作用、致畸作用和致突变作用。PAHs能通过生物累积及食物链的传递作用对生态环境和人体健康造成极大危害,已引起各国环境科学家的高度重视。对环境中多环芳烃的治理技术主要有物理法、化学法和生物法,其中生物法具有操作简单、运行费用低、无二次污染等优点。一般来说,随着多环芳烃苯环数量的增加,其降解速率降低。低分子量的多环芳烃在环境中能较快被降解,在环境中存在的时间较短,而高分子量的多环芳烃,例如芘、荧蒽、苯并[a]芘、苯并[a]蒽、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[b]荧蒽及苯并[k]荧蒽等则难于降解,较长期存在于环境中。因此,构建多环芳烃高效降解菌来强化降解已成为去除多环芳烃污染的一种重要方法。
多环芳烃降解质粒是细胞内能够自我复制的双链环状的小分子DNA,能降解芳香族化合物的代谢酶通常是由降解质粒基因编码的。因此,多环芳烃降解质粒上携带了部分的降解基因信息,可通过转化作用连接到宿主细菌中构成重组菌,从而使重组菌表现相应的降解多环芳烃的性能。从多环芳烃降解菌株中提取与纯化得到多环芳烃降解质粒对于构建新的多环芳烃高效降解菌以及提高多环芳烃的降解性能都具有重要的意义。但是,国内外缺少关于多环芳烃降解质粒方面的研究报道。
发明内容
本发明提供一种含有能够降解荧蒽功能基因的降解质粒及其提取方法。所述含有能够降解荧蒽功能基因的降解质粒由无色杆菌Achromobacter sp.的菌液经过提取与纯化得到的。提取与纯化含有能够降解荧蒽功能基因的降解质粒所用的无色杆菌Achromobacter sp.在2010年3月1日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,该中心位于北京市朝阳区北辰西路1号院中国科学院微生物研究所,菌种保藏号为CGMCC No.3637。从无色杆菌Achromobacter sp.中提取与纯化含有能够降解荧蒽功能基因的降解质粒的具体方案为:
(1)向体积为500mL的锥形瓶内加入400mL基础培养基、1.0mL微量金属液、0.1mL维生素c溶液,摇匀后作为液体培养基备用;其中基础培养基的组成为:NH4NO3:1.7g·L-1,KH2PO4:1.0g·L-1,K.2HPO4:1.0g·L-1,MgCl2:0.30g·L-1,CaCl2·2H2O:0.15g·L-1;微量金属 液的组成为:CoCl2·6H2O:55mg·L-1,CuCl2:0.35mg·L-1,H3BO3:11.0mg·L-1,MnCl2·4H2O:45mg·L-1,Na2MoO4·2H2O:5.5mg·L-1,NiCl2·2H2O:4.5mg·L-1,ZnCl2:4.5mg·L-1;
(2)在超净工作台中向体积为100mL的锥形瓶中加入6.0mL浓度为1g/L的荧蒽丙酮溶液,为除去丙酮将锥形瓶开口放置2天;
(3)向步骤(2)中的锥形瓶内加入60mL按步骤(1)配制的液体培养基;
(4)在超净工作台中挑取无色杆菌Achromobacter sp.,将其接种至步骤(3)中的锥形瓶中,在温度为25~30℃、转速为100r/min的振荡器中培养20~22天;
(5)将步骤(4)中的菌液转移到容积为15mL的离心管中,在10000r/min条件下离心10min,弃去上清液;
(6)向步骤(5)中的离心管中加入10mL pH值为9.0浓度为0.08M的NaH2PO4缓冲液,旋涡振荡5min后再进行超声波振荡15min,在10000r/min条件下离心10min,弃去上清液分离出菌体;
(7)向由步骤(6)的离心管中加入7mL溶液A,然后混匀;溶液A的组成为:50mL0.45M三羟基甲基氨基甲烷-HCl,20mL0.25M EDTA,20mL0.9M KCl,10mL百分比浓度为2.0%的氯化十六烷基三甲胺,pH8.2;然后加入2.2mgN-乙酰胞壁质聚糖水解酶,在0~4℃条件下振荡10min后加入1.5mL浓度为50g/L的乙氧基化烷基硫酸钠溶液,旋涡振荡5min后在55℃条件下水浴振荡1h,在10000r/min条件下离心10min,收集上清液;
(8)向由步骤(7)得到的上清液中加入1mL浓度为5.5M的醋酸钾和0.5mL异丙醇,在0~4℃条件下振荡15min,在10000r/min条件下离心10min,收集上清液;
(9)将由步骤(8)得到的上清液加入到离心纯化柱上,将离心纯化柱放入离心管中,在10000r/min条件下离心10min,倒去离心管中的液体;重复这一过程,直至所有由步骤(8)得到的上清液都经过离心纯化柱纯化;
(10)向经步骤(9)处理后的离心纯化柱中加入0.5mL溶液B,溶液B的组成为:5mL4.5M盐酸胍,10mL3.5M醋酸钾与85mL无水乙醇,pH7.0;在0~4℃条件下振荡15min,在10000r/min条件下离心5min,倒去离心管中的液体;
(11)向经步骤(10)处理后的离心纯化柱中加入0.6mL溶液C,溶液C的组成为:40mL10mM三羟基甲基氨基甲烷-HCl,30mL3.0M NaCl,30mL1.5mM EDTA,pH8.5;在55℃条件下振荡20min,在10000r/min条件下离心5min;将离心管中的液体重新加入到该离心纯化柱中,在55℃水浴中放置10min,在10000r/min条件下离心5min;离心管中液体即为含有能够降解荧蒽功能基因的降解质粒溶液,在-20℃保存备用。
本发明得到的含有能够降解荧蒽功能基因的降解质粒可以构建对荧蒽具有降解功能的菌 株,提高以荧蒽为代表的多环芳烃污染物的生物降解效果,对于多环芳烃荧蒽污染土壤及水体有应用潜力。
具体实施方式
下面结合实例进一步说明本发明。
材料:
(1)无色杆菌Achromobacter sp.,该菌株在2010年3月1日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,该中心位于北京市朝阳区北辰西路1号院中国科学院微生物研究所,菌种保藏号为CGMCC No.3637。
(2)大肠杆菌BL21感受态细胞(天津博美科生物技术有限公司)。
(3)荧蒽(纯度≥99%,Sigma Aldrich)。
(4)丙酮、N-乙酰胞壁质聚糖水解酶、异丙醇。
(5)pH值为9.0浓度为0.08M的NaH2PO4缓冲液。
(6)浓度为50g/L的乙氧基化烷基硫酸钠溶液。
(7)浓度为5.5M的醋酸钾溶液。
(8)溶液A100mL,其组成为:50mL0.45M三羟基甲基氨基甲烷-HCl,20mL0.25MEDTA,20mL0.9M KCl,10mL百分比浓度为2.0%的氯化十六烷基三甲胺,pH8.2。
(9溶液B100mL,其组成为:5mL4.5M盐酸胍,10mL3.5M醋酸钾与85mL无水乙醇,pH7.0。
(10)溶液C100mL,其组成为:40mL10mM三羟基甲基氨基甲烷-HCl,30mL3.0MNaCl,30mL1.5mM EDTA,pH8.5。
(11)基础培养基1L,其组成及各组分的浓度为:NH4NO3:1.7g·L-1,KH2PO4:1.0g·L-1,K.2HPO4:1.0g·L-1,MgCl2:0.30g·L-1,CaCl2·2H2O:0.15g·L-1。
(12)微量金属液1L,其组成及各组分的浓度为:CoCl2·6H2O:55mg·L-1,CuCl2:0.35mg·L-1,H3BO3:11.0mg·L-1,MnCl2·4H2O:45mg·L-1,Na2MoO4·2H2O:5.5mg·L-1,NiCl2·2H2O:4.5mg·L-1,ZnCl2:4.5mg·L-1。
实施例
向已加入荧蒽及基础培养基、微量金属液和维生素c溶液的玻璃瓶内接种保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的无色杆菌Achromobacter sp.,然后将培养瓶在培养温度为25~28℃、转速为100r/min的振荡器中培养20d,得到扩增培养后的菌液。将菌液在10000r/min条件下离心10min,向分离的菌体中加入10mL pH值为9.0浓度为0.08M的NaH2PO4缓冲液,旋涡振荡5min后再进行超声波振荡15min,在10000r/min条件下离心10min,弃去上清 液后加入7mL溶液A并混合均匀。然后加入2.2mg N-乙酰胞壁质聚糖水解酶,在0~4℃条件下振荡10min后加入1.5mL浓度为50g/L的乙氧基化烷基硫酸钠溶液,旋涡振荡5min后在55℃条件下水浴振荡1h,在10000r/min条件下离心10min,收集上清液。然后向收集到的上清液中加入1mL浓度为5.5M的醋酸钾和0.5mL异丙醇,在0~4℃条件下振荡15min,在10000r/min条件下离心10min,收集上清液。将收集到的上清液加入到离心纯化柱中,然后在10000r/min条件下离心10min,倒去离心管中的液体。重复这一过程,直至所有的上清液都经过离心纯化柱纯化。向离心纯化柱中加入0.5mL溶液B,在10000r/min条件下离心5min,倒去离心管中的液体。然后向离心纯化柱中加入0.6mL溶液C,在55℃条件下振荡20min,在10000r/min条件下离心5min。将离心管中的液体重新加入到该离心纯化柱中,在55℃水浴中放置10min,在10000r/min条件下离心5min。离心管中液体即为含有能够降解荧蒽功能基因的降解质粒溶液,在-20℃保存备用。
运用电转化的方法将含有能够降解荧蒽功能基因的降解质粒转入到大肠杆菌BL21中,得到的重组菌能够在以荧蒽为唯一碳源的无机盐培养基中生长,且对荧蒽具有降解功能,运用得到的重组菌对初始浓度为0.23mg/L的荧蒽溶液进行降解试验,结果表明7天后荧蒽的去除率达到93.7%。
通过导入质粒的方法创造新菌株,获得高效的降解能力。
目的基因产物的保护通过方法进行保护。具体的氨基酸序列保护。
目的基因表达的载体
用电转化法将菌株ZL5的质粒导入
大肠杆菌BL21感受态细胞
接合子Pseudom onas.stu tzeri能利用邻氯硝基苯为唯一碳源、氮源与能源,表明该质粒为降解质粒。
机译: 进行2,4-二氯苯氧乙酸生物降解,重组质粒2,4-二氯苯氧乙酸降解的大肠杆菌的大肠杆菌菌株和构建包含2,4-二氯苯酚P的MK4的含有基因的重组质粒的方法酸降解
机译: 含有甲苯单加氧酶基因的DNA片段,重组质粒,转化的微生物,降解氯化脂肪族烃和芳香族化合物的方法以及环境遏制的方法
机译: 含有甲苯单加氧酶基因的DNA片段,重组质粒,转化的微生物,降解氯代脂族烃和芳族化合物的方法以及使环境解毒的方法