[发明专利]一种降解甲基汞的重组菌株及其构建方法和应用

说明书

本发明涉及一种降解甲基汞的重组菌株及其构建方法和应用，所述菌株包含merB基因和与所述merB基因可操作地连接的组成型启动子。其构建方法包括将包含merB基因序列和与所述merB基因序列可操作地连接的组成型启动子的表达载体导入宿主细胞例如大肠杆菌，经测序验证获得重组菌株。本发明的重组菌株可快速降解缺氧/有氧培养基中的甲基汞；对缺氧/有氧沉积物中新生成的甲基汞，具有较好的降解效果；沉积物中甲基汞的老化，尤其是有氧沉积物中甲基汞的老化会降低其生物可利用性从而降低重组菌株甲基汞降解效果，结合硫代硫酸铵提取可提高重组菌株对部分有氧沉积物中老化甲基汞的降解；本发明的重组菌株可用于原位直接降解或分离后异位降解沉积物中的甲基汞。

技术领域

本发明属于生物除汞技术领域，具体涉及一种降解甲基汞的重组菌株及其构建方法和应用。

背景技术

汞是一种具有极大生态健康风险的全球性污染物。为预防和控制汞污染带来的生态健康风险，国际社会通过了《关于汞的水俣公约》，并于2017年开始实施该公约。我国是全球最大的汞生产、使用和排放国，环境汞污染形势十分严峻，在履约中面临着巨大的国际压力。继汞公约实施后，中国正在加速限汞步伐，汞减排效果明显。然而，解决历史遗留的汞污染的问题，降低汞沿食物链的富集累积可能导致的居民汞暴露风险仍是我国面临的巨大挑战。

汞在环境中以无机汞或有机汞的形式存在，不同形态的汞毒性差异较大，其中甲基汞是毒性最强的汞形态之一，主要由厌氧甲基化微生物产生，可通过食用受污染的鱼类或稻米进入人体而引起健康风险(参考文献：Environmental Science＆Technology.2019，53(1)，4-19；Jama.1998，280(8)，701-707)。自然环境中甲基汞的污染治理主要通过生物和非生物的途径。非生物途径甲基汞修复主要采用疏浚和原位覆盖技术，修复成本高，修复后汞仍以高毒性的甲基汞形态存在，后续仍可能引起环境健康风险(参考文献：Science ofthe Total Environment.2020，707(2)，136031)。而微生物可通过自身新陈代谢过程将高毒性的甲基汞转化为低毒的无机汞形态，这一形态转化过程主要由甲基汞裂解酶蛋白MerB介导完成。甲基汞裂解酶蛋白MerB可断裂C-Hg键将甲基汞转化为无机汞。然而，merB基因作为辅助基因位于mer操纵子的下游，其表达量不稳定，导致微生物甲基汞降解效果存在差异(参考文献：Gene.1999，239(2)，361-366)。此外，对于利用merB基因进行汞污染的治理，多以植物为模式生物降解土壤中的甲基汞，缺乏利用重组微生物对甲基汞尤其是甲基汞生成热点区域沉积物中甲基汞污染的处理的记载。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种降解甲基汞的重组菌株及其构建方法和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供重组菌株，所述重组菌株包含merB基因序列和与所述merB基因序列可操作地连接的组成型启动子。

在一些实施方案中，所述merB基因序列如SEQ ID NO：9所示。

在一些实施方案中，所述组成型启动子选自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，本发明提供重组菌株，其能够降解甲基汞，所述菌株是大肠杆菌DH5α-J23106-merB菌株，保藏号为CGMCC No.25204。

另一方面，本发明提供降解甲基汞的重组菌株的制备方法，其包括以下步骤：