【摘 要】
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水体富营养化使得湖泊中蓝藻水华频繁爆发,蓝藻在裂解死亡后产生藻毒素对水体造成二次污染。在蓝藻藻毒素中,微囊藻藻毒素（MCs）分布范围较广,毒性较强,而在所有的微囊藻藻毒素中LR亚型（MC-LR）毒性最强。利用物理方法或者化学方法降解MC-LR,成本高且污染环境;从水体中筛选可降解MC-LR的野生菌株周期长,降解效率低;通过构建基因工程菌的方法,构建周期短且可以提高降解效率,但是需添加抗生素保证菌株
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水体富营养化使得湖泊中蓝藻水华频繁爆发,蓝藻在裂解死亡后产生藻毒素对水体造成二次污染。在蓝藻藻毒素中,微囊藻藻毒素（MCs）分布范围较广,毒性较强,而在所有的微囊藻藻毒素中LR亚型（MC-LR）毒性最强。利用物理方法或者化学方法降解MC-LR,成本高且污染环境;从水体中筛选可降解MC-LR的野生菌株周期长,降解效率低;通过构建基因工程菌的方法,构建周期短且可以提高降解效率,但是需添加抗生素保证菌株稳定遗传,而在水体中添加抗生素成本高且易导致耐药菌的出现,因此本研究构建了一个可以替代抗生素筛选作用的稳定遗传元件和一株可降解MC-LR的基因工程菌。本研究中稳定遗传元件的构建基于大肠杆菌毒素-抗毒素（TA）系统之一,同时也是细胞程序性凋亡调控元件的Maz E-Maz F。菌株中缺少Maz E,无法与Maz F形成复合体时,就会死亡。通过研究maz E基因缺失对细胞生长的抑制程度,利用没食子酸生物合成验证质粒上maz E基因的表达强度对产物产量和传代产量稳定性的影响,解析了Maz E-Maz F的调控机制,明确了maz E-maz F在质粒与基因组中表达强度适配性是影响质粒传代稳定性的关键因素,以此为基础,构建了一个稳定遗传的筛选元件,传代60代后,与抗生素筛选的效率相当。验证该元件可用后,查阅文献筛选来自鞘氨醇单胞菌的MC-LR降解基因mlr A、mlr B和mlr C,鉴定并表征这三种蛋白的催化能力,利用这三种蛋白以及转运蛋白Mlr D在大肠杆菌中构建MC-LR降解途径,实现了利用重组大肠杆菌将MC-LR降解到基本无毒的Adda,与已报道的野生藻毒素降解菌株ACM3962相比,降解效率提高9倍。总之,本研究挖掘并表征了一个代替抗生素筛选作用的稳定遗传筛选元件,其效率与抗生素筛选相当,此外,还构建了一株降解MC-LR的基因工程菌株,可将毒性很强的MC-LR降解为基本无毒的Adda,为水体中微囊藻藻毒素的降解奠定了理论基础。
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