[发明专利]一种适用于聚球藻的生物封存系统、构建方法及应用

说明书

本发明公开了一种适用于聚球藻的生物封存系统、构建方法及应用，构建为：从聚球藻7942中获得毒性基因sepT2、抗毒基因sepA2及缺铁诱导启动子PisiAB，从集胞藻6803中获得启动子PpsbA2；从整合型质粒pBA3031中扩增得到终止子Trbcl；以pBR322为载体，用缺铁诱导启动子PisiAB表达毒性基因sepT2，用终止子Trbcl终止转录；用启动子PpsbA2表达抗毒基因sepA2，构建质粒并转入聚球藻。本发明的系统，在非诱导情况下正常生长，诱导后迅速死亡。这对聚球藻的生物封存系统发展与优化具有重要的理论及实际意义，也为解决其它蓝细菌的生物安全问题提供了借鉴。

技术领域

本发明属于生物安全领域，具体涉及一种适用于聚球藻7942和聚球藻2973的生物封存系统、其构建方法及应用，可用于防止基因工程菌的逃逸。

背景技术

随着传统能源日益枯竭、温室效应逐渐严重、环境不断恶化等问题，生物能源因其绿色环保可持续等特点越来越受到人们的广泛关注，开发利用可替代的新能源迫在眉睫。聚球藻作为一种光合蓝细菌，可直接利用光能和二氧化碳生产生物燃料和精细化学品，近年来已作为新一代“细胞工厂”得到了广泛应用。聚球藻7942是常用的模式菌株，遗传背景清晰，而聚球藻2973由于其耐高光、耐高温、快速生长的特点，成为了极具生产潜力的工程菌。但由于蓝细菌在自然环境中具有很强的适应性和繁殖力，且很多蓝细菌是天然感受态，外源基因可通过基因水平转移扩散到天然蓝藻中，因此潜在的生物安全问题也引起了大众关心：如外源基因逃逸极其可能带来的基因库污染，基因编辑菌株对生物多样性的影响等。

为了解决这一问题，主动型和被动型的生物封存系统在蓝细菌中都已经得到了开发。现存的主动型致死系统通常是组合诱导型启动子和致死基因，但由于启动子的严谨性等限制，会造成未经诱导的菌株生长受到影响。而被动型系统是基于通过敲除特定基因来生产营养缺陷型菌株，但因“饥饿”造成菌株死亡往往需要很长的时间。因此，开发一种适用于聚球藻7942和聚球藻2973的严谨、高效、可快速致死的生物封存系统至关重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种适用于聚球藻的生物封存系统。

本发明的第二个目的是提供一种适用于聚球藻的生物封存系统的构建方法。

本发明的第三个目的是提供一种适用于聚球藻的生物封存系统的应用。

本发明的技术方案概述如下：

适用于聚球藻的生物封存系统的构建方法，包括如下步骤：

(1)从聚球藻7942中获得毒性基因sepT2、抗毒基因sepA2以及缺铁诱导启动子PisiAB，从集胞藻6803中获得启动子PpsbA2；从整合型质粒pBA3031中扩增得到终止子Trbcl；所述毒性基因sepT2的核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示；所述抗毒基因sepA2的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示；所述缺铁诱导启动子PisiAB的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示；所述启动子PpsbA2的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示；所述终止子Trbcl的核苷酸序列如SEQ ID NO:5所示；

(2)以pBR322为载体，用缺铁诱导启动子PisiAB表达毒性基因sepT2，用终止子Trbcl终止转录；用启动子PpsbA2表达抗毒基因sepA2，构建质粒pBR322-A2/T2；

(3)将所述质粒pBR322-A2/T2转入聚球藻。

步骤(3)所述聚球藻优选为聚球藻7942或聚球藻2973。

上述方法构建的适用于聚球藻的生物封存系统。

上述系统的应用。

本发明的适用于聚球藻的生物封存系统，在非诱导情况下正常生长，诱导后迅速死亡。这对聚球藻的生物封存系统发展与优化具有重要的理论及实际意义，也为解决其它蓝细菌的生物安全问题提供了借鉴。