[发明专利]一种有效提高嗜酸性氧化亚铁硫杆菌硫氧化能力的方法

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种有效提高浸矿优势菌嗜酸性氧化亚铁硫杆菌硫氧化能力的方法。

背景技术

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Axidithiobacillus ferrooxidans，简称A.ferrooxidans)，是革兰氏阴性化能自养菌，能够通过氧化二价铁或还原性硫化物获得能量，以卡尔文循环固定二氧化碳作为主要的碳源。由于嗜酸性氧化亚铁硫杆菌具有两套能量代谢系统，使其成为生物冶金工业中应用价值最高的菌种之一。

硫化矿在中国的矿产资源中占有很大比重，主要有黄铜矿、黄铁矿又称为硫铁矿、白铁矿等。生物冶金工业的首要环节就是利用浸矿微生物的代谢反应使硫化矿分解，进而使矿石中的金属以离子的形式溶解到浸出液中，因此有必要提高浸矿微生物的硫氧化能力，进而提高浸矿效率，以适应工业应用的需求。

酰基高丝氨酸内酯(简称AHL)，是细菌密度感应系统中的代谢产物，经检索通过过表达酰基高丝氨酸内酯合成酶基因(afeI)或者添加酰基高丝氨酸内酯含量的方法提高氧化亚铁硫杆菌硫氧化能力的策略在现有文献中还未见有报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种有效提高嗜酸性氧化亚铁硫杆菌硫氧化能力的方法，以实现提高生物冶金工业的浸矿效率。

本发明所述的有效提高嗜酸性氧化亚铁硫杆菌硫氧化能力的方法，其特征在于，以如下方式实现：

(1)构建重组菌A.ferrooxidans(pJRD215-taq-afeI)，实现增加酰基高丝氨酸内酯合成酶基因(afeI)的拷贝数，通过过表达afeI基因增加酰基高丝氨酸内酯(AHL)的含量，达到提高A.ferrooxidans的硫氧化能力；

其中，构建重组菌A.ferrooxidans(pJRD215-taq-afeI)的方法是：利用分子克隆技术，将taq启动子与afeI片段融合获得大小为716bp的taq-afeI，并与表达质粒pJRD215连接构建形成重组质粒载体pJRD215-taq-afeI，然后转化大肠杆菌SM10，并以含有重组质粒的大肠杆菌SM10为供体菌，以野生型A.ferrooxidans为受体菌，通过接合转移的方式将重组质粒转移进入A.ferrooxidans，获得afeI基因拷贝数增多的重组菌A.ferrooxidans(pJRD215-taq-afeI)；

上述重组菌构建所用引物为：

Taq sen：TTTCCCAAGCTTGAATTCCGGCTCTAGACGACATCATAACGGTTCTGG

Taq ant：GAATTTGTTTCCTGTGTGAAATTG

AfeI sen：TTGTGAGCGGATAACAATTTCACACAGGAAACAAATTCATGCAGGTTATAACCGGG

AfeI ant：ATTTCTAGCTAGCCGGGATCCTTAGTCCAGATCTATCCA；

或(2)在野生型A.ferrooxidans培养过程中，添加外源的酰基高丝氨酸内酯(AHL)，通过增加AHL含量达到提高A.ferrooxidans的硫氧化能力；

其中，所述外源的酰基高丝氨酸内酯添加时期为A.ferrooxidans培养初期，其添加量为5.4×10^-3～10×10^-3mg/mL。

上述有效提高嗜酸性氧化亚铁硫杆菌硫氧化能力的方法中：所述野生型A.ferrooxidans优选A.ferrooxidans ATCC No.23270。

上述有效提高嗜酸性氧化亚铁硫杆菌硫氧化能力的方法中：所述接合转移过程中，供体菌与受体菌均需震荡培养至对数中期，其中震荡培养转速不高于180rpm/min，为确保供受体菌性菌毛不受损坏，菌体离心收集时转速不高于8000rpm/min，供体菌与受体菌接合比例为体积比1:2。

上述有效提高嗜酸性氧化亚铁硫杆菌硫氧化能力的方法中：所述高丝氨酸内酯除使用市售试剂外还可由重组菌A.ferrooxidans(pJRD215-taq-afeI)培养方式制得，其方法是：以常规方式将构建的重组菌A.ferrooxidans培养至对数后期，利用离心，去除培养物中的菌泥及硫粉颗粒，上清液用等体积的二氯甲烷进行萃取制备AHL，再将二氯甲烷萃取液蒸干后溶于甲醇，获得的溶液即为酰基高丝氨酸内酯的粗提液。