镉离子大肠杆菌生物传感器的构建及低温诱导灵敏度分析

作     者：伍贤军 杨红 盛怡 李萍萍 WU Xian-Jun;YANG Hong;SHENG Yi;LI Ping-Ping

作者机构：南京林业大学生物与环境学院 南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心 

出 版 物：《农业生物技术学报》 (Journal of Agricultural Biotechnology)

年 卷 期：2018年第26卷第12期

页      面：2176-2184页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0802[工学-机械工程] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：中国博士后科学基金(No.14ZR1401500) 江苏省自然科学基金青年基金(No.BK20150884) 江苏省博士后科研资助计划(No.1501020A) 江苏省高校优势学科建设工程项目(PAPD) 

主　　题：镉离子 生物传感器 绿色荧光蛋白 灵敏度 调控蛋白 温度 

摘      要：微生物全细胞传感器被广泛用于评估有毒元素的生物可利用度和风险。但由于较低的灵敏度和较弱的选择性,其在环境中的使用仍然有限。本研究利用大肠杆菌（Escherichia coli） BL21（DE3）作为传感器底盘菌株,pETDuet-1作为载体骨架,O/P-cadC （由cad操纵子的启动子元件和cadC基因构成）作为传感模块,绿色荧光蛋白（green fluorescent protein, GFP）基因gfp作为报告基因,构建对镉离子(Cd2+)响应的大肠杆菌全细胞传感器;通过荧光发射光谱和荧光显微镜检测传感器细胞在Cd2+诱导下的荧光强度;降低诱导温度,分析传感器灵敏度的变化。结果显示:成功构建一种以GFP为报告模块的大肠杆菌生物传感器E. coli BL21（DE3）pO/P-cadC::gfp,在Cd2+诱导下发射强烈的荧光,且荧光强度依赖于Cd2+浓度;该传感器在37℃的诱导条件下最低检出浓度为1 mmol/L,但是在25和15℃的诱导条件下,最低检出浓度降为1μmol/L和10 nmol/L,传感器灵敏度明显提高。该研究表明,诱导温度对传感器荧光强度有重要影响,低温下传感器灵敏度显著提高,这为利用微生物全细胞传感器检测生物可利用性Cd2+提供参考。