[发明专利]源于红球菌的联苯降解相关基因操纵子及其表达载体与应用

说明书

技术领域

本发明属微生物基因工程领域，具体涉及一种源于红球菌的联苯降解相关基因操纵子，特别是涉及所述源于红球菌的联苯降解相关基因操纵子及其表达载体在降解联苯和多氯联苯中的应用。

背景技术

多氯联苯(Polychlorinated biphenyls，PCBs)是通过联苯直接氯代反应，形成的最多带有十个氯元素的复杂化合物，随着工业的生产和应用，多氯联苯被持续排放到环境中【Furukawa和Gen，Appl Microbiol，2000，46：283-296】。由于它们的疏水性，PCBs非常容易被土壤、沉淀物和淤泥中的有机物质所吸收，PCBs主要被排放到水生环境中。另外，各种PCBs化合物的辛醇/水分离系数很高，这就导致了他们很容易被脂肪组织所吸收。PCBs具备典型的持久性有机污染物的特性：(1)难降解性。PCBs结构稳定，自然条件下不易降解。(2)远距离迁移性。PCBs物质具有半挥发性，能够从水体或土壤中以蒸汽形式进入大气环境或被大气颗粒物吸附，通过大气环流远距离迁移【Wiegel和Wu，FEMS Microbiology Ecology，2000，32，1-15；Jim和Reyes，Environmental Pollution，2008，155：1-12】。因此，PCBs对自然环境和人类健康都存在着较大的威胁，降解和修复PCBs污染迫在眉睫。PCBs是一种持久性有机污染物，对人类和自然环境具有很大的威胁，降解PCBs一直是研究的热点。在目前的研究方法中生物降解最具潜力。生物降解主要分为微生物降解和、植物修复和微生物-植物共同修复三个方面。

目前，许多降解PCBs的菌株被分离，包括革兰氏阴性菌，例如Pseudomona、Alcaligenes、Achromobacte、Janibacter、Burkholderia、Acinetobacter、Comamonas、Sphingomonas、Paenibacillus和Ralstonia；革兰氏阳性菌包括Arthrobacter、Corynebacterium、Rhodococcus和Bacillus【Bedard 等，Microb.Ecol，1990，20：87-102；Erickson和Mondello，J Bact，1992，174：2903-2312；Kim等，J Microbiol Biotechnol，1996，6：167-172；Shimura 等，FEMS Microbiol Lett，1999，178：87-93；Sakai等，Appl Microbiol Biotechnol，2005，68：111-116】。

PCBs的降解是一系列联苯降解酶控制辅助代谢的过程，这些酶主要分为四类，包括联苯双加氧酶(BphA)，二氢二羟基脱氢酶(BphB)，2，3二羟基双加氧酶(BphC)和水解酶(BphD)【Furukawa和Miyazaki，J Bacteriol，1986，166：392-398；Abramowicz，Cri Rev Biotech，1990；10：241-251；Furukawa，Biodegradation，1994，5：289-300；Furukawa和Gen，Appl Microbiol，2000，46：283-296；Furukawa和Fujihara，J Biosci Bioeng，2008，105：433-449】。降解PCBs主要的酶主要是由bph基因簇的bphA、bphB、bphC和bphD四个基因编码【Abramowicz，Cri Rev Biotech，1990；Furukawa，Biodegradation，1994，5：289-300；Masayuki等，J Biosci Bioeng，2002，421-427；Adebusoye等，Biodegradation，2008，19：145-159】。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种联苯降解相关基因操纵子，该操纵子源自于红球菌属(Rhodococcus sp.)。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种包含所述源于红球菌的联苯降解相关基因操纵子的表达载体。

本发明所要解决的技术问题之三在于提供所述源于红球菌的联苯降解相关基因操纵子及其表达载体在生物降解联苯和多氯联苯中的应用。

本发明的技术方案是通过如下方式来实现的。