(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210084415.6 (22)申请日 2022.01.25 (83)生物保 藏信息 GDMCC No： 62189 202 2.01.05 (71)申请人 福建农林大 学 地址 350002 福建省福州市仓山区上 下店 路15号 (72)发明人 刘星　靖宪月　周顺桂　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 代理人 薛建强 (51)Int.Cl. C12N 1/21(2006.01) C12N 15/74(2006.01) C12N 15/65(2006.01)C12N 15/11(2006.01) B09C 1/10(2006.01) C12R 1/01(2006.01) (54)发明名称 一种钝化重金属的地杆菌工程菌株及其构 建方法 (57)摘要 本发明公开了一种钝化重金属的地杆菌工 程菌株及其构建方法， 该重金属钝化地杆菌工程 菌株为Geobacter  sulfurreducensHMP ‑1， 保藏 于广东省微生物菌种保藏中心， 保藏号： GDMCC   NO.62189。 该重金属钝化地杆菌工程菌株菌毛表 面标记有半胱氨酸， 通过其菌毛中的半胱氨酸结 合重金属离子， 使其迅速形成金属硫化物沉淀， 从而使其在不依附任何底物或高富集重金属植 物的条件下重 金属去除率达到 70％以上， 从而能 够有效用于改善环境中的Cd2+残留问题， 克服了 现有微生物修复重金属效果不稳定及修复过程 受限条件 多等弊端。 权利要求书1页 说明书11页 序列表4页 附图5页 CN 114410559 A 2022.04.29 CN 114410559 A 1.一株重金属钝化地杆菌工程菌株， 其特征在于， 所述重金属钝化地杆菌工程菌株为 硫还原地杆菌HMP ‑1(Geobacter  sulfurreducensHMP ‑1)， 分类命名为Geobacter   sulfurreducens， 保藏于广东省微 生物菌种保藏中心， 保藏 号： GDMCC NO.62189。 2.根据权利要求1所述的重金属钝化地杆菌工程菌株， 其特征在于， 所述重金属钝化地 杆菌工程菌株的菌毛上含有半胱氨酸。 3.权利要求1或2所述的重金属钝 化地杆菌工程菌株的构建方法， 包括如下步骤： (1)将半胱氨酸基因插 入至空载体pUC19中， 得到 重组质粒pUC ‑HMP； (2)将重组质粒pUC ‑HMP转化至感受态Geobacter  sulfurreducens中， 即得。 4.根据权利要求3所述的构建方法， 其特征在于， 所述重组质粒pUC ‑HMP中还包括标记 基因、 启动子基因以及靶标插 入位点上下游序列。 5.根据权利要求4所述的构建方法， 其特征在于， 所述标记基因包括选择基因和报告基 因， 所述标记基因优选为选择基因， 所述选择基因更优选为庆大霉素抗 性基因。 6.根据权利要求4所述的构建方法， 其特征在于， 所述启动子基因为PompJ强启动子基 因。 7.根据权利要求3所述的构建方法， 其特征在于， 所述Geobacter  sulfurreducens为 Geobacter  sulfurreducensPCA。 8.根据权利 要求3或4所述的构建方法， 其特征在于， 所述重组质粒pUC ‑HMP的核苷酸序 列如SEQ ID NO:1所示。 9.权利要求1或2所述的重金属钝 化地杆菌工程菌株在重金属钝 化中的应用。 10.权利要求1或2所述的重金属钝 化地杆菌工程菌株在环境治理中的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114410559 A 2一种钝化重金属的地杆菌工 程菌株及其构建 方法 技术领域 [0001]本发明属于重金属的生物修复领域， 具体涉及一种钝化重金属的地杆菌工程菌株 及其构建方法。 背景技术 [0002]据调查显示， 重金属污染物是目前全球土壤中的主要污染物， 土壤环境状况直接 决定农产品的产量和品质， 部 分重金属污染物甚至可以通过生物富集作用直接危害人体健 康， 因此不能对土壤金属污染物的治理掉以轻心。 而在当今可持续农业发展 日渐高涨的大 背景下， 寻求高效、 稳定且环保的重金属污染修复技 术也是保证农产品安全的重点与难点。 [0003]目前， 微生物钝化技术 因其修复成本低、 效果显著、 操作简单及不影响土壤 理化性 质等特点， 成为近年来各个领域优先考虑的重金属污染修复手段。 某些微生物 能通过生物 吸附、 沉淀、 转化、 络合及碱化等反应钝化重金属， 近年来许多针对重金属 修复的微生物菌 剂应运而生， 但总体而言， 该技 术尚不成熟， 可 供选择的菌种单一且效果尚不能令人满意。 [0004]重金属硫化物处理一直以来是去除和提取有价值重金属的有效手段。 申请公布号 为CN 107287129  A的中国专利公开了一株能使重金属钝化的硫酸盐还原菌， 该菌株 分离于 水稻田， 现保藏于中国典型培养物保藏中心， 保藏编号为： CCTCC  NO:M2015243， 菌株名称为 硫酸盐还原菌SRB ‑L。 该菌株 修复重金属的原理是： 利用还原硫酸盐产生的S2‑与重金属形成 重金属硫化物沉淀而达到钝化重金属的功效。 然而， 这类微生物的作用效力受底物(硫酸 盐)的影响， 当环境中可用硫酸盐浓度低或不存在时则无法修复重金属污染。 [0005]申请公布号为CN  110076193  A的中国专利公开了一株用于重金属污染修复的嫩 巴黎假单胞菌， 该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心， 保藏编号： 15613。 该菌株属于植物 促生细菌， 其修复重金属的机制为： 通过生 成植物生长剂， 促进高富 集重金属 植物的生长， 属于间接修复重金属过程。 这类微生物对重金属的修复能力取决高 富集重金属植物的修复强度， 故而修复 效果不稳定， 应用受到极大的限制。 [0006]因此， 相关技术中公开的重金属钝化微生物尚未有一种高效、 稳定且直接与重金 属作用而降低重金属毒性的菌株。 发明内容 [0007]本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。 为此， 本发明提出一 种钝化重金属的地杆菌工程菌株及其构建方法， 本发明中构建得到的重金属钝化地杆菌工 程菌株Geobacter  sulfurreducensHMP ‑1可以克服现有微生物修复重金属效果不稳定及修 复过程受限条件多等弊端， 通过将重金属离子转化为重金属硫化物沉淀以实现降低重金属 毒性的目的， 具有极高的应用价 值。 [0008]本发明的第一个方面， 提供一株重金属钝 化地杆菌工程菌株。 [0009]本发明中的重金属钝化地杆菌工程菌株为硫还原地杆菌HMP ‑1(Geobacter   sulfurreduc ens HMP‑1)， 分类命名为 Geobacter  sulfurreduc ens， 保藏于广东省微生物菌说　明　书 1/11 页 3 CN 114410559 A 3