[发明专利]一种增强植物根系募集功能细菌的融合蛋白及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种增强植物根系募集功能细菌的融合蛋白及其制备方法和应用，属于植物修复技术领域。本发明提供的融合蛋白包括一个细菌脂多糖结合结构域和一个葡聚糖结合结构域。所述融合蛋白能与植物根系表面葡聚糖紧密结合，并吸附具有脂多糖的功能细菌，通过加强功能微生物与植物根的物理接触，在植物修复过程中增强植物根系对功能细菌的募集能力，提高对重金属、多环芳烃等污染物的植物修复能力，进一步促进植物生长。

技术领域

本发明属于植物修复技术领域，具体涉及一种增强植物根系募集功能细菌的融合蛋白及其制备方法和应用。

背景技术

以重金属、多环芳烃、有机磷农药、微塑料、多溴联苯醚等为代表的环境污染问题，已经给全球生态环境和人类健康带来了巨大威胁。如何有效降低污染水体及土壤中上述污染物的含量，是全球面临的重大挑战。植物修复是一种广泛应用的环境污染生物治理策略，具有绿色环保、成本低廉、二次污染程度低等优势，目前已经成功应用于水体及土壤中重金属、多环芳烃、有机磷农药等污染物的生物治理过程。然而，植物修复通常存在污染物去除效率及植物抗逆性能低下的不足。因此，亟待开发出高效、经济、可行的技术，以提高植物的污染物治理及抗逆能力。

功能微生物是环境污染生物治理的主要参与者，尤其是在水体及土壤有机污染物(如持久性有机污染物、微塑料)的降解、重金属钝化与转移等过程中，功能微生物扮演着极为重要的角色。将功能微生物与修复植物进行合理组合，构建植物-功能微生物共生体系，有望极大提高植物修复的效率与抗逆能力。尽管目前有研究报道将植物与功能微生物进行联用，以提高植物修复效果，但提高效率仍然偏低，难以满足大规模环境污染治理的需要。究其原因，主要是由于植物对功能微生物的募集能力较差，使得两者难以形成紧密相互作用的共生体系，因而难以高效协同治理环境污染物。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种增强植物根系募集功能细菌的融合蛋白及其制备方法和应用，通过增强植物根系与功能微生物之间物理相互作用，从而提高修复植物根系募集功能微生物的能力，促进植物-功能微生物共生体系的形成及其对污染物的去除。

本发明提供了一种增强植物根系募集功能细菌的融合蛋白，包括一个细菌脂多糖结合结构域和一个葡聚糖结合结构域。

优选的，在细菌脂多糖结合结构域和葡聚糖结合结构域之间还插入一个标记蛋白。

优选的，所述融合蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。

本发明提供了所述融合蛋白的制备方法，包括以下步骤：

1)按照酿酒酵母密码子优化融合蛋白的编码序列，将优化后的编码序列克隆至真菌表达载体中，得到重组真菌表达载体；

2)将所述重组真菌表达载体转化至酿酒酵母中，得到重组酿酒酵母；

3)将所述重组酿酒酵母进行培养，破碎菌体细胞，分离纯化蛋白，得到融合蛋白。

优选的，步骤1)中所述优化后的编码序列的核苷酸序列如SEQ ID NO:2 所示。

优选的，步骤1)中所述真菌表达载体为pESC-URA；优化后的编码序列在真菌表达载体的克隆的位置为BamHⅠ和XhoⅠ之间。

本发明提供了所述融合蛋白或所述制备方法制备得到的融合蛋白在募集植物根系功能微生物中的应用。

优选的，所述功能微生物包括以下一种或几种：中国台湾贪铜菌、恶臭假单胞菌、荧光假单胞菌和大肠杆菌。

本发明提供了所述融合蛋白或所述制备方法制备得到的融合蛋白在促进植物生长或提高植物修复重金属或多环芳烃污染中的应用。

优选的，所述重金属包括以下一种或几种：镉、铜、铅和铬；所述多环芳烃以下一种或几种：菲、蒽、萘和苯并芘；所述植物包括水生植物和陆生植物。