科创中国

本成果一种能同时在有氧和缺氧条件下检测微生物胞内活性汞的全细胞微生物传感器，并基于此建立了评估颗粒结合态汞生物有性的分析模型。所述全细胞微生物传感器以兼性厌氧的大肠杆菌为底盘生物，以重组质粒pUC57‑merR‑LuxCDABE作为报告质粒。该质粒的核心元件包括一个由组成型启动子转录的MerR基因，由MerR蛋白特异性结合的多核苷酸序列和该序列直接调控的荧光素酶基因luxCDABE。

1 .检测信号稳定：本发明所构建的质粒pUC57‑merR‑LuxCDABE可在大肠杆菌中稳定表达，拷贝数均一，传代过程中不会丢失；2 .本底值低：本发明所述汞特异性全细胞微生物传感器在不加入汞离子的情况下，荧光表达量一直维持在背景值水平；3 .检测信号强：本发明所述汞特异性全细胞微生物传感器采用荧光素酶基因luxCDABE为报告基因，发光信号强，灵敏度高；4 .实现有氧和缺氧条件下汞生物有效性分析：本发明所述汞特异性全细胞微生物传感器在有氧和缺氧条件下均能发光，且发光信号无差异；5 .实现天然和模型颗粒结合态汞的生物有效性的快速有效检测：本发明建立的评估颗粒结合态汞生物有效性的微生物学方法解决了传统分析方法难以区分胞内和胞外汞的缺陷，且不需要复杂的前处理过程，能有效检测颗粒结合态汞对细菌胞内汞的贡献。

在天然水生环境中，约20‑90％的汞都结合于无机矿物或者有机颗粒物上。近期研究表明，颗粒结合态汞可被汞甲基化细菌吸收利用(解吸进入溶液后被细菌摄入，或者通过表面配体交换直接被细菌摄入胞内)，且具有增强的汞甲基化潜能，是湖泊、海洋等水生环境中重要的甲基汞“源”。准确评估微生物对颗粒结合态汞的摄入对预测汞在水生环境中的迁移转化及生态风险具有重要意义。本成果建立一种能同时在有氧和缺氧条件下检测微生物细胞内活性汞的全细胞微生物传感器，并在此基础之上，建立评估颗粒结合态汞生物有效性的分析模型，克服了现有技术上的缺点，应用前景广泛。

研究组现有成员59人，包括院士1人，研究员2人，副研/助研6人，科研支撑人员、博后及研究生50人，拥有科研实验室、工程专用模拟实验室及检测分析实验室，成员研究基础扎实。

采用基因工程技术构建一株灵敏度高、抗干扰强，能在有氧和缺氧条件下稳定检测细菌胞内汞离子浓度的全细胞微生物传感器；利用本发明提供的汞特异性全细胞微生物传感器，建立一种评估颗粒结合态汞生物有效性的微生物学检测方法。

本科技成果支持技术转让，服务等多种方式，有针对性进行指导转化