[发明专利]一种辅助产氢的重组载体、重组菌株及其构建方法和应用

说明书

本发明提供了一种辅助产氢的重组载体pET32a‑fhlA、重组菌株及其构建方法和应用，属于基因工程技术领域，所述辅助产氢的重组载体，包括初始载体和fhlA基因，所述初始载体为pET32a载体；所述重组菌株包括所述辅助产氢的重组载体。所述重组菌株能够以甲酸钠为底物产氢，当甲酸钠的终浓度为60mmol/L时，产氢量最高，达到9.8mmol H₂/L/h，产氢量显著高于野生菌及空质粒重组菌，能够提高产氢效率。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，尤其涉及一种辅助产氢的重组载体、重组菌株及其构建方法和应用。

背景技术

生物制氢因其产生清洁且高热能的氢能而备受关注。生物产氢的微生物有很多，其中大肠杆菌产氢无论从成本还是从效率来看都是最佳选择之一。目前来看，野生的大肠杆菌不产氢或者产氢较少，无法满足人类对清洁能源的需求，因此，基因工程方法就被用来改造大肠杆菌使其产氢性能大大提高。现有的产氢大肠杆菌消耗底物多，但是产生的氢气比较少，效率比较低，急需通过引入外源基因的方法使其产氢效率大幅度提高，而不同的外源基因的产氢效率也有所差别。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种辅助产氢的重组载体、重组菌株及其构建方法和应用。本发明提供的重组载体、重组菌株能够以甲酸钠为底物产氢，产氢量高，能够显著提高产氢效率。

本发明提供了一种辅助产氢的重组载体，包括初始载体和fhlA基因，所述初始载体为pET32a载体。

优选的，所述fhlA基因位于所述pET32a载体的NdeⅠ和XhoⅠ酶切位点之间。

本发明提供了所述的重组载体的构建方法，将所述fhlA基因插入至所述pET32a载体的NdeⅠ和XhoⅠ酶切位点之间。

本发明提供了一种产氢的重组菌株，包括所述的重组载体和初始菌株。

优选的，所述初始菌株为大肠杆菌BL21(DE3)。

本发明提供了所述重组菌株的构建方法，将所述重组载体转化入初始菌株中获得重组菌株。

本发明还提供了所述的重组载体、所述的重组菌株在生产氢气中的应用。

优选的，包括以下步骤：

1)将所述重组菌株接种到产氢培养基中进行菌株培养至OD₆₀₀为0.55～0.65；

2)向步骤1)中的培养体系中加入IPTG诱导剂进行产气培养。

优选的，步骤1)中所述产氢培养基中包括40～100mmol/L的甲酸钠；所述菌株培养的温度为36～38℃，所述菌株培养的转速为150～250rpm。

优选的，步骤2)中所述IPTG诱导剂在培养体系中的终浓度为0.8～1.2mmol/L，所述产气培养为静置培养。

本发明的有益效果：本发明提供的重组载体包括fhlA基因和pET32a载体；所述fhlA为蜡样芽胞杆菌FHL系统转录蛋白FhlA的同源基因，能够辅助产氢；将所述重组载体转化大肠杆菌获得重组菌株，所述重组菌株能够以甲酸钠为底物产氢，当甲酸钠的终浓度为60mmol/L时，产氢量最高，达到9.8mmol H₂/L/h，产氢量显著高于野生菌及空质粒重组菌，能够提高产氢效率。

附图说明

图1为fhlA基因凝胶电泳图，其中M：DL2502，1、2、3、4：fhlA基因；

图2为构建的重组载体pET32a-fhlA-His的质粒图谱；

图3为FhlA重组菌的Western blot结果，其中M：marker；1,2,3：FhlA重组菌(FhlA蛋白的分子量为58kDa)；4,5：BL21野生菌；6,7：空质粒；