[发明专利]一种修复PCBs污染土壤的转基因拟南芥

说明书

一种修复PCBs污染土壤的转基因拟南芥属生物修复及环保技术领域，本发明的亚克隆来自抗辐射不动杆菌的AlnA基因和土壤宏基因组BphC基因，通过共表达AlnA+BphC植物表达载体的构建、农杆菌介导的植物遗传转化、转基因阳性植株抗性筛选、转基因植株修复PCB 28污染土壤效能等研究，获得可向根际持续分泌乳化蛋白的转基因植株，在植物根际提升PCBs的生物可利用性，在植物内部增强PCBs的开环作用，进而强化PCBs的根际修复效果，具有提升PCBs污染土壤原位生物修复效能的潜力，本发明在降低污染物对生态系统的威胁和提升PCBs植物修复生态安全性方面，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属生物修复及环境保护技术领域，特别是利用转基因拟南芥修复PCBs污染的土壤。

背景技术

(1)多氯联苯的危害

多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls，PCBs)一类人工合成的环境异源物质，其特征为联苯环上的氢原子被1-10个氯原子所取代，理论上共有209种同系物。PCBs具有良好的热化学稳定性，抗氧化性和绝缘性，曾在全球范围内作为电容器的绝缘介质(如变压器油)被广泛应用。但由于微量PCBs就可对生物体产生致癌、致畸和致突变等作用，并且具有远距离迁移、生物富集及难降解性，PCBs已被《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》列为12种持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants，POPs)之一。

(2)PCBs污染土壤修复研究现状

国内外对PCBs污染土壤的治理，可分为物理修复、化学修复和生物修复等。虽然物理和化学修复方法也在深入研究和改进，但是仍然存在着成本高、能耗高、工艺复杂、破坏土壤结构，易造成二次污染等问题。而生物修复(微生物修复、植物修复和植物-微生物联合修复)，因具有低成本、应用性强、对环境友好、并可最大程度保持土壤基本性质不变等特点，一直为国内外学术界所关注。但已有研究表明，大多数微生物只能降解低氯代PCBs，并且微生物活性容易受环境条件的影响，导致PCBs污染土壤微生物修复效能低，因此植物修复已经成为PCBs污染土壤生物修复领域的研究热点。

(2)植物修复及其限制因素

植物根际修复PCBs污染土壤，在盆栽和温室模拟试验研究中获得了较为理想的结果，但是在实际场地修复过程中，往往达不到预期效果，其原因主要包括：A.植物吸收土壤中PCBs后，生长发育受到抑制；主要原因之一在于植物体内缺乏类似细菌的能使联苯开环的2,3-二羟基联苯双加氧酶(BphC)。B.PCBs强烈吸附于土壤介质中，生物可利用性差；C.微生物中催化PCBs分解代谢的基因表达水平低，不能有效降解PCBs。

(4)转基因植物修复

近年来，已有研究证实应用转基因技术对修复植物进行遗传改造，能显著增强修复植物对PCBs的耐受、吸收和转化能力。研究表明细菌BphC基因转入烟草，能够减轻羟基化多氯联苯对烟草的毒害作用，并增强其代谢PCBs的能力。申请者在前期工作中，已成功将一个新BphC基因转入紫花苜蓿，其耐受性显著优于野生型苜蓿。