一株嗜酸性喜温硫杆菌基因工程菌及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一株嗜酸性喜温硫杆菌基因工程菌及其应用。嗜酸性喜温硫杆菌（Acidithiobacillus?caldus）MTH-04（pJRD215-tac-sor）基因工程菌，于2013年6月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，菌种保藏编号：CGMCC?NO.7833。本发明专利技术所述的嗜酸性喜温硫杆菌（Acidithiobacillus?caldus）MTH-04（pJRD215-tac-sor）基因工程菌与野生型嗜酸性喜温硫杆菌（Acidithiobacillus?caldus）MTH-04相比较，其氧化硫的能力增强，在菌体生物量、硫加氧还原酶酶活和硫氧化系统关键酶的转录水平等方面均有提高。

【技术实现步骤摘要】
一株嗜酸性喜温硫杆菌基因工程菌及其应用
本专利技术涉及一株嗜酸性喜温硫杆菌基因工程菌及其应用，尤其涉及一株具有较高硫氧化能力的基因工程菌嗜酸性喜温硫杆菌及其应用，属于基因工程
。
技术介绍
生物冶金技术以提高资源利用率、降低环境污染等优点，在稀有金属回收领域展现了广阔的应用前景，然而生物冶金中使用的自养菌氧化速率低、氧化周期长一直是该技术应用的瓶颈。对自养菌进行遗传改造，构建生长速度快、氧化能力强的工程菌，提高其应用效能是目前急需解决的问题。嗜酸性喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus, A.caldus)是生物浸矿过程中的优势菌之一。它主要以元素硫及多种无机硫化合物作为能源自养生长，但是该菌同其他自养菌一样，也存在硫代谢过程缓慢，菌体生长缓慢、代时较长、细胞得率低等缺点。因此，有必要对该菌种进行遗传改造，使其能够提高无机硫化合物的氧化速率，促进细胞的生长繁殖，满足工业生产上的需求。嗜酸性喜温硫杆菌硫代谢系统的关键酶催化氧化还原反应产生的电子进入呼吸链参与产生细菌生长代谢所需的能量，细菌利用其实现了自身的生长和复制。细菌利用矿物中电子的多少决定了细菌的生长量。反过来，繁殖了的细菌进一步加强了矿物的氧化分解速度，发生正反馈循环式的自催化。因此，嗜酸性硫杆菌氧化硫的能力是衡量其浸矿能力的一项重要指标。但目前还没有关于以转基因的方式来提高嗜酸性喜温硫杆菌硫氧化能力的相关报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一株嗜酸性喜温硫杆菌基因工程菌及其应用，该菌株氧化硫的能力和生长速率显著提高，可以更高效地发挥生物冶金的功能。本专利技术技术方案如下:一株嗜酸性喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)MTH_04(pJRD215-tac_sor)基因工程菌，于2013年6月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址:北京市朝阳区北辰西路I号院3号中国科学院微生物研究所，菌种保藏编号=CGMCCN0.7833。上述嗜酸性喜温硫杆菌(Acidithiobacilluscaldus)MTH_04(pJRD215-tac_sor)基因工程菌的培养方法，步骤如下:将嗜酸性喜温硫杆菌(Acidithiobacilluscaldus) MTH-04 (pJRD215-tac_sor)基因工程菌按体积百分比10%的接种量接种于含有浓度为200μ g/ml的卡那霉素的液体Starkey-S0培养基中，在35~40°C, 100~200rpm的条件下，培养5~7d,即得。根据本专利技术优选的，所述的液体Starkey-S°培养基按如下方法配制:(1)按配制每升 A 组分称取(NH4)2S042.0g、ΚΗ2Ρ043.0g、MgSO4.7Η200.5g、FeSO4.7Η200.01g、CaCl2.2Η200.25g，溶于800ml水中，用硫酸溶液调pH至2.5，水定容至1000ml, 121°C条件下灭菌20min,制得A组分；(2)将硫粉置于密闭容器中，常压沸水蒸煮4~5h，制得B组分；(3)将步骤(2)制得的B组分按质量体积比1:100加入步骤(1)制得的A组分中，单位g/ml,混合均匀,制得液体Starkey-S°培养基。根据本专利技术进一步优选的，所述步骤(1)中的硫酸溶液质量浓度为30%~50%。上述嗜酸性喜温硫杆菌(Acidithiobacilluscaldus)MTH_04(pJRD215-tac_sor)基因工程菌在生物浸出、烟气脱硫、酸性矿井水的处理、废旧电池处理以及污泥中重金属去除中的应用。有益效果本专利技术所述的嗜酸性喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus) MTH-04(pJRD215-tac_sor)基因工程菌与野生型嗜酸性喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)MTH-04相比较，其氧化硫的能力增强，在菌体量的增加、硫加氧还原酶酶活的提高和硫氧化系统关键酶的转录水平等方面均有提高。这对嗜酸性喜温硫杆菌在生物浸出、烟气脱硫、酸性矿井水的处理、废旧电池处理以及污泥中重金属的去除中的应用有着重要的意义，具有广泛的应用前景。【附图说明】图1、菌落PCR扩增卡那霉素(Km)基因电泳图；其中:泳道1、DL2000DNA Marker，泳道 2、A.caldus MTH_04(pJRD215)的 PCR产物；泳道 3 和 4、A.caldus MTH-04 (pJRD215-tac_sor)的 PCR 产物；泳道 5、A.caldus MTH-04(阴性对照)；图2、Western-blotting检测验证sor基因在嗜酸性喜温硫杆菌中表达的电泳图；其中:泳道1、嗜酸性喜温硫杆菌(A.caldus ) MTH-04，泳道2、工程菌A.caldusMTH-04 (pJRD215)，泳道 3、工程菌 A.caldus MTH-04 (pJRD215-tac-sor)；图3、嗜酸性喜温硫杆菌各菌株在Starkey_S°培养基中的生长曲线；其中:A.c MTH-04为嗜酸性喜温硫杆菌(A.caldus)MTH_04，A.c MTH_04(pJRD215)为工程菌 A.caldus MTH-04 (pJRD215), A.c MTH-04 (pTSOR)为工程菌 A.caldus MTH-04(pJRD215-tac-sor)；图4、嗜酸性喜温硫杆菌(A.caldus) MTH-04与工程菌A.caldus MTH-04(pJRD215-tac-sor)酶活检测结果的柱状图；图5、工程菌A.caldus MTH-04 (pJRD215-tac_sor)硫氧化系统相关基因表达量的柱状图。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步阐述，但本专利技术所保护范围不限于此。生物材料大肠杆菌DH5a (Escherica coll DH5 α )购自原平皓(天津)生物技术有限公司；嗜酸性喜温硫杆菌(AcidithiobaciIIus caldus) ΜΤΗ-04由云南腾冲地区高温温泉边酸性水样中分离得到。分离方法参见刘缨，齐放军，林建群，田克立，颜望明.一株中度嗜热嗜酸硫氧化杆菌的分离和系统发育分析.微生物学报，2004，44 (3):382-385。具体方法是将采集到的酸性水样先用Starkey-S°液体培养基在40°C富集培养一周以上。待培养基的PH下降到1.0左右，用梯度稀释法，在固体Starkey-Na2S2O3培养基上进行涂布。40°C培养5~7d后，挑选培养基上生长出的白色单菌落，继续采用梯度稀释法在固体Starkey-Na2S2O3培养基上分离纯化，直至在显微镜下镜检菌体形态一致，记作嗜酸性喜温硫杆菌(A.caldus) MTH-04 ；嗜酸性喜温硫杆菌(Acidithiobacilluscaldus) MTH-04 (pJRD215-tac_sor)基因工程菌(以下简称:工程菌A.caldus MTH-04 (pJRD215-tac_sor))，于2013年6月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址:北京市朝阳区北辰西路I号院3号中国科学院微生物研究所，菌种保藏编号=CG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一株嗜酸性喜温硫杆菌（Acidithiobacillus?caldus）MTH?04（pJRD215?tac?sor）基因工程菌，于2013年6月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，菌种保藏编号：CGMCC?NO.7833。

【技术特征摘要】
1.一株嗜酸性喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus) MTH-04 (pJRD215-tac-sor)基因工程菌，于2013年6月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址:北京市朝阳区北辰西路I号院3号中国科学院微生物研究所，菌种保藏编号=CGMCCN0.7833。2.权利要求1所述嗜酸性喜温硫杆菌(Acidithiobacilluscaldus) MTH-04(pJRD215-tac-sor)基因工程菌的培养方法，步骤如下: 将嗜酸性喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus) MTH-04 (pJRD215-tac_sor)基因工程菌按体积百分比10%的接种量接种于含有浓度为200yg/ml的卡那霉素的液体Starkey-S0培养基中，在35~40°C, 100~200rpm的条件下，培养5~7d,即得。3.如权利要求2所述的培养方法，其特征在于，所述的液体Starkey...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞昕，李良，林建群，崔爽，刘相梅，林建强，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：