一种检测生活饮用水和污水中生物有效性铜离子的微生物报告菌株的构建

摘要

目的:构建一种能够检测生活饮用水和污水中生物有效性铜离子的微生物报告菌株。方法:首先采用交叉PCR将增强型绿色荧光蛋白与铜离子“外排泵”基因copA的启动子融合构建响应铜离子的CopAp::gfpmut2-pET28a感应元件。然后利用Red重组系统分别敲除野生型大肠杆菌(E.coli)MC4100体内负责外排转运铜离子的基因,并将感应元件转化至突变菌中完成菌株的构建。最后优化出最佳检测条件,并将其初步应用于检测水环境中铜离子。结果:相对野生型菌株,E.coliΔcusA-ΔcopA-ΔcueO突变菌对铜离子的敏感性提高了64倍,从而使报告菌株的荧光信号显著增强,且荧光信号强度与铜离子浓度呈剂量依赖关系;报告菌株的线性检测范围为0.05~2.5μmol/L(0.0032~0.16 mg/L)Cu2+;与原子吸收光谱法相比,其对生活饮用水中0.05 mg/L和1 mg/L铜离子的回收率分别为87.90%和104.37%。结论:本研究构建报告菌株的灵敏度能够有效覆盖国标中针对生活饮用水和污水中铜离子的限制,从而为报告菌株的应用奠定了技术基础。