[发明专利]利用RhlA和RhlB转基因植物修复环境污染的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物修复领域，涉及来自于铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)中的鼠李糖脂转移酶RhlA和RhlB基因序列表达载体的构建，尤其涉及利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)将RhlA和RhlB基因转化到植物中，从而促使植物对烷烃类有机物和有毒金属污染的环境修复能力。 

背景技术

随着工农业的迅速发展和城市人口的剧增，环境污染问题日益突出。污染环境的修复已经成为全球关注的热点问题。在各种各样的环境污染治理技术中，生物修复以其处理费用低、操作简单、处理效果，并且不易造成二次污染等特点而受到越来越多的关注。生物修复至今仅有30多年的研究历史，但是20世纪80年代以后，一些生物修复技术已经开始在污染环境治理中推广应用并取得了良好的效果。近年来，利用微生物、植物修复污染环境的生物修复技术成为研究的热点。 

在利用微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境的过程中，由于所使用的生物表面活性剂可以直接使用发酵液，能节省表面活性剂的分离提取和产品纯化成本，因此，生物表面活性剂在现场生物修复有机污染场地的应用潜力很大。国外对生物修复的研究大约起始于20世纪80年代初期，至今已有大量成功的工程实例。如Harvey等将铜绿假单胞菌生产的海藻糖脂，加入Exxon Valdez号油轮在阿拉斯加威廉王子海湾造成的原油泄漏污染的海水中，大大提高了原油的降解速度。这也是目前为止规模最大的实际应用中最成功的现场生物修复。而在国内还未见有将生物表面活性剂成功用于环境污染物治理方面的报道。 

许多化学合成表面活性剂由于难降解、有毒及在生态系统中的积累等性质而破坏生态环境，相比之下，生物表面活性剂则由于易生物降解、对生态环境无毒等特性而更适合于环境工程中污染治理。如：在废水处理工艺中可作为浮选捕收剂与带电胶粒相吸以除去有毒金属离子，修复受有机物和重金属污染的场地等。 

生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时，在代谢过程中分泌的具有表面活性的代谢产物。与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂具有许多独特的属性，如：结构的多样性、生物可降解性、广泛的生物活性及对环境的温和性等。由于化学合成表面活性剂受原材料、价格和产品性能等因素的影响，且在生产和使用过程中常会严重污染环境及危害人类健康。因此，随着人类环保和健康意识的增强，近二十多年来，对生物表面活性剂的研究日益增多，发展很快，国外已就多种生物表面活性剂及其生产工艺申请了专利。 

植物修复技术以其安全、廉价等特点而成为国际环保产业的生长点。未来五年中，国际植物修复市场可以达到20多亿美元。发达国家的植物修复技术已开始进入商业化初期阶段，已有近100家企业开始涉足植物修复技术领域。如美国已有10多项植物修复技术方面的专利，且已经开始进行工程化应用。目前，全国重金属污染的耕地面积达2000万hm2，约占耕地总面积的1/5，导致每年有1000万t粮食的重金属含量超标，而且减产粮食1000万t，两者直接经济损失达200多亿元。此外，我国还有大量工矿区土地和城市土地等非耕地受重金属的污染。这些污染直接影响农产品的卫生品质和地下水、地表水、大气等环境质量，对工农业生产、居民生活和人类健康已造成巨大的危害。尤其是中国加入WTO之后，农产品的重金属超标问题对为我国农业的冲击更大。因此，土壤重金属污染的治理是我国当前急需解决的任务。与传统的化学和物理治理技术相比，植物修复技术具有经济、简便和无二次污染等优点，不仅可以修复污染土壤，而且有可能通过资源化利用而取得一定经济效益因此是一项非常适合国情的实用技术，具有广阔的应用前景。 

鼠李糖脂是铜绿假单胞菌代谢的一种生物表面活性剂。研究表明，鼠李糖脂在环境污染修复中有着巨大的应用潜力。(1)如促进烷烃类物质的降解。烷烃是石油的主要组成成分。在石油勘探、开采、运输、