[发明专利]产电希瓦氏重组菌株及构建方法及用途

说明书

本发明公开了产电希瓦氏重组菌株及构建方法及用途,产电希瓦氏重组菌株的构建方法，包括如下步骤：敲除野生型希瓦氏菌Shewanella oneidensis MR‑1的目标基因SO_3941，得到产电希瓦氏重组菌株Δ3941，所述基因SO_3941的核苷酸序列如SEQ ID NO 15所示。本发明构建的一种产电希瓦氏重组菌株Δ3941为基因缺陷型菌株，该菌株可以提高胞内环鸟苷二磷酸(cyclic di‑GMP，c‑di‑GMP)的浓度，c‑di‑GMP的增加可以促进细胞表面附着和生物膜的形成，进而增强胞外电子传递速率，提高微生物燃料电池的功率密度。

技术领域

本发明涉及生物能源技术领域，更具体的说是涉及一种产电希瓦氏重组菌株及构建方法及用途。

背景技术

能源短缺和环境污染是我国现今面临的日益严峻的问题，因而能源开发和环境废物治理及过程中能源可再生利用成为了我国现代社会进行可持续发展的一大挑战。科学家们不断寻找新的技术解决方案，其中微生物燃料电池(MicrobialFuelCell,MFC)就是其中之一用来产生可替代能源和环境废物治理新装置，并且其重要性现今日益显现。

MFC是利用产电微生物作为阳极催化剂将有机物中的化学能转化为电能的装置。微生物产电能力相差很大，产电微生物决定着MFC的功能及应用，希瓦氏菌(Shewanellaoneidensis)属是目前发现的广泛用于MFC中产电的微生物之一，其代谢路径和胞外电子传递路径研究的比较明确。Shewanella oneidensis MR-1(简称希瓦氏菌MR-1)是希瓦氏菌属中在基因组序列注释和遗传特性方面研究最广泛的菌株。该菌株能够在不添加外源媒介的情况下，将电子转移到微生物燃料电池中的阳极，成为研究微生物如何在MFCs中产生电流的模型生物之一。

研究表明微生物胞外电子传递(Extracellular Electron Transfer,EET)是一个受多种细胞成分影响的复杂过程。其中生物膜的厚度直接影响胞外电子传递的强度，影响生物燃料电池的功率密度。但野生型希瓦氏菌株MR-1细胞粘附性较弱，不能形成较厚且稳定的生物膜。因此，构建易于形成生物膜的希瓦氏菌株，不仅能够弥补希瓦氏菌的一些缺陷，而且也能够提高MFC的电化学效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种产电希瓦氏重组菌株。

本发明的第二个目的是提供一种产电希瓦氏重组菌株的构建方法。

本发明的第三个目的是提供一种产电希瓦氏重组菌株的用途。

本发明的技术方案概述如下：

一种产电希瓦氏重组菌株的构建方法，包括如下步骤：敲除野生型希瓦氏菌Shewanella oneidensis MR-1的目标基因SO_3941，得到产电希瓦氏重组菌株Δ3941，所述基因SO_3941的核苷酸序列如SEQ ID NO 15所示。

上述方法构建的产电希瓦氏重组菌株Δ3941。

上述产电希瓦氏重组菌株Δ3941产电的用途。

本发明的优点：

本发明构建的一种产电希瓦氏重组菌株Δ3941为基因缺陷型菌株，该菌株可以提高胞内环鸟苷二磷酸(cyclic di-GMP，c-di-GMP)的浓度，c-di-GMP的增加可以促进细胞表面附着和生物膜的形成，进而增强胞外电子传递速率，提高微生物燃料电池的功率密度。

附图说明

图1为引物设计与同源区基因扩增方法。

图2为希瓦氏菌MR-1与产电希瓦氏重组菌株Δ3941MFC产电电压对比图。

图3为电化学表征图。

具体实施方式