[发明专利]一种降解MC-LR的赖氨酸芽孢杆菌原生质体制备与再生的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物工程中原生质体制备与再生的方法技术领域，尤其是降解MC-LR的赖氨酸芽孢杆菌原生质体的制备与再生。 

背景技术

近年来，随着水体富营养化程度的加剧，夏秋季节蓝藻大面积快速繁殖，蓝藻水华频繁暴发，大量的蓝藻覆盖在水体表面，严重阻碍了水体的流动，水体的自净能力降低，复氧率减小，透明度下降，水质恶臭，水体内的鱼、虾等浮游生物因生活环境发生恶化而死亡。目前控制蓝藻最常用的依然是传统的机械打捞，然而，毕竟人力、物力有限，仅能打捞小部分的蓝藻，大部分的蓝藻在水体内因腐烂而消失，而蓝藻危害并没有随着其消失而减弱，腐烂的蓝藻细胞破碎后就会向水体释放各种藻类毒素，其中属于蓝藻门的微囊藻在世界蓝藻水华水体中占有相当大的比例，我国的太湖流域就以微囊藻为主，它在繁殖的过程中产生大量的毒性较大的MCs，并储存在细胞内，随着微囊藻的死亡及藻细胞的破碎，MCs被释放到水体中，且以溶解性状态存在，严重威胁流域附近居民的健康。在现有的物理、化学及生物等传统方法达不到理想控制效果的情况下，利用溶藻细菌和MCs降解菌联合处理蓝藻，构建兼具溶藻和MCs降解功能的双效工程菌即成为一个新的研究方向。 

原生质体融合重组可使两亲本菌株的优良性状同时表达出来，也可能使隐性基因因重组而暴露表达或随机产生新的基因表达出新的性状，从而成为微生物育种的一种途径。应用原生质体融合技术构建高效降解菌株用以处理污水的研究已经有报道。《食品与生物技术学报》2005年第24卷第2期34-37页报道了廖劲松等以单重抗药性的突变菌株（S27和K215）为亲本菌株，通过原生质体融合获得高效PVA降解菌F-4。《河南科学》2009年第27卷第7期809-812页报道了张琪等利用原生质体融合技术获得兼具两个亲本优良性状的红霉素高产菌株，对提高红霉素产量及化学药价具有较大的应用价值。 

微生物溶藻、降解MCs是一个很有效的方法，国内外不少学者已筛选出多种溶藻菌、MCs降解菌，溶藻菌在溶藻过程中，破坏蓝藻细胞，释放出胞内MCs，而在正常蓝藻细胞环境中单独的MCs降解菌只能降解胞外MCs，这就要求溶藻细菌与MCs降解菌联合使用，从而在溶藻的同时降解毒性较大的MCs，真正做到治标且治本。但是多种菌的优化组合来溶藻并降解MCs是一个很复杂的课题。利用原生质体融合技术可能将两株分别具有溶藻、MCs降解能力的细菌构建成兼具两个亲本菌株优良性状的高效降解工程菌。目前，原生质体融合技术在MCs降解工程菌构建上的应用，国内外鲜有报道。 

通过分离筛选分别获得溶藻细菌F8、TL，其对铜绿微囊藻FACHB-905均有较好的溶藻效果。然而已发现的溶藻细菌在溶解藻细胞的同时使胞内藻毒素释放到水体中，加剧了蓝藻水华带来的藻毒素污染，其中以MC的危害最为严重。为从根本上解决蓝藻水华带来的MC污染问题，即去除蓝藻的同时降解MC，可从以下两个思路出发：一是制备溶藻细菌、MC降解菌复合菌剂；二是构建兼具溶藻和MC降解功能的转基因工程菌。本方法以原生质体融合技术构建工程菌为基础，主要研究实验室已分离的MC-LR高效降解菌T1（Bacillus sphaericus）的原生质体制备，该菌是本实验室从太湖河浜底泥中筛选出的1株降解MC-LR的球形芽孢杆菌，已申请发明专利，公开号为CN102154170，保藏号为CGMCC NO.4498。鉴于亲本菌株的抗性标记工作量大，天然抗性难以确定，抗性突变亦可能使优良性状发生不定向改变，为确保亲本菌株保持其各自的优良生物学特性，本研究选用灭活原生质体融合法，既减少了工作量，又保证了后续研究中融合子的质量。 

发明内容

本发明的目的是提供一种赖氨酸芽孢杆菌原生质体制备与再生的方法，使得其制备率与再生率都达到较高范围。 

本发明所采用的技术方案如下：

一种降解MC-LR的赖氨酸芽孢杆菌的原生质体制备与再生方法，按照下述步骤进行：

（1）菌种活化培养：

将保藏的菌株T1 （Bacillus sphaericus）重新转接至平板划线分离3次，挑取单菌落接种至新鲜的细菌液体培养基中，置于温度为30℃，转速120 r/min的振荡培养箱中纯培养至对数期，约为10⁸-10⁹个/mL；

（2）原生质体的破壁酶解：