【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镉污染处理，具体为高量合成多聚磷酸盐的藻株及在富集镉元素中的应用。
技术介绍
1、镉污染作为一项重要的环境风险因素，因其能在土壤及水体中快速积累并最终通过食物链进入人体且对人体产生严重健康危害而被广泛关注。磷元素严重富集，某些水体尤其是湖泊生态系统结构遭到破坏，一些区域的湖泊蓝藻水华不断爆发，在近海一些海域也有赤潮多次爆发，造成了了生态环境问题。
2、蓝藻synechococcus sp.pcc 7002是一株海洋单细胞蓝藻，能够适应特殊的生态环境，具备耐高温、高光、高盐等许多不良环境的优势。由于它在适合的环境下生长迅速，遗传转化操作方便，遗传背景清晰，作为一种具有测序基因组的自然可转化有机体，该菌株是成功表达许多外源基因的基因工程的极佳平台。已经逐渐成为一种研究蓝藻适应不良环境及生物工程应用的模式菌种。
3、多聚磷酸盐(polyphosphate，后文简称polyp)，是一种富含能量的多功能线性多聚体，由几个至数百个正磷酸盐(phosphate,pi)残基通过高能磷酸键相互聚合形成。polyp存在于所有的生命体，广泛分布于线粒体、细胞核、液泡、酸钙体等细胞器，能通过能量和pi的可逆储存与释放，维持atp和pi稳态，影响多个信号通路。
4、多聚磷酸盐的代谢和功能在异养细菌中已被研究得较为透彻，但在光合自养细菌中被研究的并不多，目前蓝藻中关于polyp的研究主要集中于其代谢及调控、储存和亚细胞定位以及功能。而polyp的重要功能之一是作为金属阳离子螯合剂，蓝藻细胞生长需要一些金属元
5、因此，如何调控蓝藻合成多聚磷酸盐的能力和识别环境中的镉，从而螯合镉成为关键问题，构建在不同浓度镉条件下均具有高合成水平的多聚磷酸盐有助于解决这一问题。
技术实现思路
1、本专利技术提出高量合成多聚磷酸盐的藻株及在富集镉元素中的应用，实现利用高量合成多聚磷酸盐的藻株富集环境中镉元素的目的，为解决生态环境镉元素污染的问题提供可选方式。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、本专利技术的第一个方面在于，提出一种用于高量合成多聚磷酸盐的藻株，所述藻株由重组质粒转化至聚球藻中经培养、传代得到；所述重组质粒基于ppk基因和启动子pcpc560构建得到。
4、进一步地，所述聚球藻为聚球藻7002；和/或，所述ppk基因的核苷酸序列如seq idno：1所示。
5、进一步地，所述重组质粒在转化聚球藻之前，先转化至工程菌，从阳性工程菌并提取含有ppk基因的重组质粒用于转化。
6、优选地，所述重组质粒提取时，先取筛选得到的阳性工程单菌接种于含链霉素的培养基中，再进行提取，提取所得重组质粒带链霉素抗性。
7、进一步地，所述聚球藻培养过程如下：将所述重组质粒于聚球藻混合液先放置暗处，然后均匀的涂布在无抗性的a+固体培养基上，放置于弱光下24小时后，倒一层含有抗生素和0.6％琼脂的a+固体培养基，待凝固后倒置于光下培养。
8、进一步地，所述聚球藻传代过程如下：将培养得到的菌落涂布在含抗生素的a+固体平板上，传代2-3代后进行测序鉴定。
9、进一步地，以上第一个方面所述藻株中ppk基因过量表达，具有更高地合成多聚磷酸盐的能力。
10、本专利技术第二个方面在于，提出以上第一个方面所述藻株在环境中富集磷元素的应用。通过过表达ppk基因的藻株，能够吸附环境中的磷并用于合成多聚磷酸盐。
11、进一步地，所述环境为水域环境，包括淡水水域、海水水域。
12、本专利技术第三个方面在于，提出以上第一个方面所述藻株在环境中富集镉元素的应用，通过过表达ppk基因的藻株，由于能够高产多聚磷酸盐，因此具备较强从环境中富集镉元素的作用。
13、进一步地，所述环境为水域环境，包括淡水水域、海水水域。
14、相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
15、本专利技术通过利用分子生物学手段，构建重组含ppk基因载体，该重组表达载体对镉具有更高的响应灵敏度和特异性，重组表达载体并转入聚球藻中，得到了具有高量合成多聚磷酸盐能力的突变体藻株实现利用高量合成多聚磷酸盐的藻株富集环境中镉元素的目的，为解决生态环境镉元素污染的问题提供可选方式。
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1.用于高量合成多聚磷酸盐的藻株；其特征在于，所述藻株由重组质粒转化至聚球藻中经培养、传代得到；所述重组质粒基于ppk基因和启动子Pcpc560构建得到。
2.如权利要求1所述的藻株，其特征在于，所述聚球藻为聚球藻7002；和/或，所述ppk基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。
3.如权利要求1所述的藻株，其特征在于，所述重组质粒在转化聚球藻之前，先转化至工程菌，从阳性工程菌并提取含有ppk基因的重组质粒用于转化。
4.如权利要求3所述的藻株，其特征在于，所述重组质粒提取时，先取筛选得到的阳性工程单菌接种于含链霉素的培养基中，再进行提取，提取所得重组质粒带链霉素抗性。
5.如权利要求1所述的藻株，其特征在于，所述聚球藻培养过程如下：将所述重组质粒于聚球藻混合液先放置暗处，然后均匀的涂布在无抗性的A+固体培养基上，放置于弱光下24小时后，倒一层含有抗生素和0.6％琼脂的A+固体培养基，待凝固后倒置于光下培养。
6.如权利要求1所述的藻株，其特征在于，所述聚球藻传代过程如下：将培养得到的菌落涂布在含抗生素的A+固体
7.如权利要求1-6任意一项所述的藻株，其特征在于，所述藻株中ppk基因过量表达。
8.权利要求7所述藻株在环境中富集磷和或镉元素的应用。
9.如权利要求8所述的应用。其特征在于，所述环境为水域环境，包括淡水水域、海水水域。
...【技术特征摘要】
1.用于高量合成多聚磷酸盐的藻株；其特征在于，所述藻株由重组质粒转化至聚球藻中经培养、传代得到；所述重组质粒基于ppk基因和启动子pcpc560构建得到。
2.如权利要求1所述的藻株，其特征在于，所述聚球藻为聚球藻7002；和/或，所述ppk基因的核苷酸序列如seq id no：1所示。
3.如权利要求1所述的藻株，其特征在于，所述重组质粒在转化聚球藻之前，先转化至工程菌，从阳性工程菌并提取含有ppk基因的重组质粒用于转化。
4.如权利要求3所述的藻株，其特征在于，所述重组质粒提取时，先取筛选得到的阳性工程单菌接种于含链霉素的培养基中，再进行提取，提取所得重组质粒带链霉素抗性。
5.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，叶子，沈思佳，
申请(专利权)人：中国科学院水生生物研究所，
类型：发明
国别省市：
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