一株高效泌氨的褐球固氮基因工程菌及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一株高效泌氨的褐球固氮基因工程菌

【技术实现步骤摘要】
一株高效泌氨的褐球固氮基因工程菌及其应用


[0001]本专利技术涉及固氮基因工程
，更具体地，一株高效泌氨的褐球固氮基因工程菌及其应用
。

技术介绍

[0002]农田化学氮肥施用易产生系列环境问题，包括地表径流的氮流失造成水体富营养化
、
土壤淋溶造成地下水氮污染
、
地表氨气挥发形成大气
PM2.5、
氧化亚氮
(N2O)
排放产生温室效应以及一氧化氮
(NO)
排放引起大气氮氧化物污染等
。
此外，化学氮肥生产还是碳排放
、
污染物排放和能源消耗的大户，是节能减排降碳的重点行业
。
[0003]固氮菌固氮具有替代化学氮肥的功能，可将空气中的氮气还原成氨氮
。
固氮菌如定殖在根表附近或根内则可给作物精准供氮
、
防止土壤氮流失和氮污染物排放；同时，定殖作物根系的固氮菌能量和碳源均来自于作物的光合作用产物
、
不消耗化石能源，替代化学氮肥可减少其生产过程的二氧化碳和污染物排放
。
固氮菌分为共生固氮菌
、
自生固氮菌和联合固氮菌
。
共生固氮菌通常指根瘤菌，固氮效率高，但具有很强的宿主特异性，难以定殖到非豆科作物
。
自生固氮菌可定殖于某些非豆科植物，但固氮效率不高，跟作物的氮需求差距很大，在无氮液体培养基中氨氮含量一般在
20
μ
M
>以下
。
自生固氮菌以自给自足为主
、
固氮效率不高的原因是，固氮过程的启动与终止受胞内氨氮浓度的精准调控，氨氮浓度较高时固氮过程自动停止
。
为了提高固氮性能，国际上通常采用基因改造的方法研制基因工程菌，一般通过敲除菌株的固氮负调控基因
nifL
，使其固氮过程不再受到氨氮浓度影响，即使环境中氨氮浓度较高时固氮过程也能继续，从而提升固氮效率
。
然而不同自生固氮菌基因改造后的固氮性能差异也较大，目前国内外报道的自生固氮菌基因改造以提升固氮性能的研究中，多数固氮突变菌株在无氮液体培养基中氨氮浓度为
10
～
12mM
，依然有待提高
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供一株高效泌氨的褐球固氮基因工程菌
a4
及其应用
。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提供所述高效泌氨的褐球固氮基因工程菌
a4
的构建方法
。
[0006]本专利技术的第三个目的在于提供所述高效泌氨的褐球固氮基因工程菌
a4
的应用
。
[0007]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：
[0008]一株高效泌氨的褐球固氮基因工程菌
(Azotobacter chroococcum)a4
，其特征在于，所述菌株于
2023
年
06
月
13
日保藏于广东省微生物菌种保藏中心
(GDMCC)
，保藏编号为
GDMCC No:63557。
[0009]本专利技术通过基因工程手段对野生褐球固氮菌的固氮负调控基因
nifL
进行敲除后筛选获得了一株高效泌氨的褐球固氮基因工程菌
a4。
所述褐球固氮基因工程菌
a4
的固氮性能显著优于其野生菌，且额外补充常用氮素营养不影响其固氮反应的继续进行，其在无氮
培养基中氨氮浓度可达
25mM
，相较于现有的固氮突变菌株，固氮效率显著提高
。
所述菌株已于
2023
年
06
月
13
日保藏于广东省微生物菌种保藏中心
(GDMCC)
，保藏编号为
GDMCC No:63557
，地址：广东省广州市先烈中路
100
号大院
59
号楼5楼
。
[0010]本专利技术还提供所述的高效泌氨的褐球固氮基因工程菌
a4
的构建方法，是通过对野生褐球固氮菌的固氮负调控基因
nifL
进行敲除，获得
nifL
基因缺失的固氮突变菌，筛选获得所述高效泌氨的褐球固氮基因工程菌
a4。
[0011]进一步地，所述固氮负调控基因
nifL
的核苷酸序列如
SEQ ID No.1
所示：
atgaccccggccaacccgaccctgagcaacgagccgcaagcgcctcatgccgagagcgacgagctgctccccgagatattccgccagacggtggagcatgcgcccatcgccatctccatcaccgatctcaaggccaacatcctttacgccaaccgcgccttccgcaccatcaccggctacgacagcgaggaagtgctcggcaagaacgaatcgatcctctccaacggcaccacgccgcgcctggtctaccaggccctgtggggccggatggcgcagaagaagccgtggtccggcgtgctggtcaaccggcgcaaggaccagagcctgtacttggccgaactgaccgtggcaccggtgctcaacgaggccggcgaaaccatctactacctgggcatgcaccgcgacaccagcgagctgcacgagctggaacagcgcgtcaacaaccagcgcctgatgatcgaggcggtggtcaacgccgccccggcggcgatggtggtgctcgaccgccagcaccgggtggtgctgtccaacccgagcttctgccgcctggcccgcgacctggtcgaggatggcgccagcgagagcctggtcgcgctgctgcgggaaaacctcgccacgcccttcgagaagctggagaaccagggcaccgccttctccggcaaggagatctccttcgacctgggcggccgctcgccgcgctggctgtcctgccacggccgggccatccacatcgaggacgagcaggcccacgtgttcttcacccccaccgaggaacgctacctgctgctgaccatcaacgacatctccgagctgcgccagaagcagcaggactcgcggctcaacgcgctgaaggcgctgatggccgaggaggaactgctggagggcatgcgcgagaccttcaacgccgccatccaccgcctgcagggcccggtcaacctgatcagcgcggcgatgcgcatg本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一株高效泌氨的褐球固氮基因工程菌
(Azotobacter chroococcum)a4
，其特征在于，所述菌株于
2023
年
06
月
13
日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为
GDMCC No:63557。2.
权利要求1所述的褐球固氮基因工程菌
a4
的构建方法，其特征在于，对野生褐球固氮菌的固氮负调控基因
nifL
进行敲除，获得
nifL
基因缺失的固氮突变菌，筛选获得所述高效泌氨的褐球固氮基因工程菌
a4。3.
根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述固氮负调控基因
nifL
的核苷酸序列如
SEQ ID No.1
所示
。4.
根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述敲除为无痕敲除
。5.
根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述无痕敲除为基于野生褐球固氮菌的
nifL<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李取生，田萍，宋晓倩，王一博，袁清，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：