本發(fā)明涉及生物中，基于色素信號砷的全細(xì)胞傳感器及其構(gòu)建方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、砷是一種毒性很強(qiáng)的類金屬元素，由自然和人為來源，砷以不同形態(tài)化合物廣泛存在于環(huán)境中。是被世界衛(wèi)生組織認(rèn)定為飲用水中污染最嚴(yán)重的無機(jī)污染物之一。通過飲用水系統(tǒng)性或慢性暴露于砷會導(dǎo)致皮膚病變、循環(huán)系統(tǒng)疾神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥、糖尿病、呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥、肝腎功能障礙等。且無機(jī)砷是一類致癌物，攝入無機(jī)砷會增加患膀胱癌、肝癌、腎癌、皮膚癌的風(fēng)險。

2、傳統(tǒng)的理化檢測方法主要針對環(huán)境元素砷總量進(jìn)行檢測，結(jié)果不能反映有毒砷的生物利用度水平，進(jìn)而對污染物的生態(tài)毒性水平預(yù)測能力有限，且傳統(tǒng)的檢測方法有現(xiàn)場適用性差、技術(shù)要求高等缺點。全細(xì)胞生物傳感器檢測砷得到廣泛應(yīng)用，但是目前用于砷檢測的全細(xì)胞生物傳感器的報告器大多是以用于β-半乳糖苷酶結(jié)構(gòu)活性測定的lacz、用于生物發(fā)光測定的lux?ab和luc?ff和熒光蛋白作為報告器。雖然這些傳感器在砷的檢測上非常成功，但是這些方法有的需要額外的底物、atp產(chǎn)生信號和特定的檢測儀器讀取輸出信號等缺點。基于色素的全細(xì)胞生物傳感器，不需要添加額外的底物，且可以通過肉眼直讀，有望克服上述檢測方法的不足之處，成為主流儀器檢測手段的有利補(bǔ)充。

3、紫色桿菌素(violacein)是由紫色桿菌產(chǎn)生的脂溶性色素。近年來，隨著紫色桿菌素合成途徑的闡明，其異源合成已成為可能?；谧罱U明的紫色桿菌素分支生物合成途徑。目前尚未有以dv衍生物為輸出信號的砷離子微生物全細(xì)胞生物傳感器的相關(guān)報道。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何檢測砷。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種微生物，所述微生物具有如下特征：

3、a1)含有vioa、viob、vioc、vioe蛋白質(zhì)的編碼基因并能表達(dá)vioa、viob、vioc、vioe蛋白質(zhì)；

4、a2)含有arsr蛋白質(zhì)的編碼基因并能表達(dá)arsr蛋白質(zhì)。

5、上述微生物可含有vioabce表達(dá)盒與arsr表達(dá)盒，所述vioabce表達(dá)盒含有vioa、viob、vioc、vioe蛋白質(zhì)的編碼基因與用于驅(qū)動各編碼基因(即vioa、viob、vioc、vioe蛋白質(zhì)的編碼基因)表達(dá)的啟動子，所述arsr表達(dá)盒含有arsr蛋白質(zhì)的編碼基因與用于驅(qū)動所述arsr蛋白質(zhì)的編碼基因表達(dá)的啟動子。

6、上述微生物中，所述vioa蛋白質(zhì)可如seq?id?no.2所示，所述viob蛋白質(zhì)可如seqidno.3所示，所述vioc蛋白質(zhì)可如seq?id?no.4所示，所述vioe蛋白質(zhì)可如seq?id?no.5所示。

7、所述arsr蛋白質(zhì)可如seq?id?no.7所示。

8、上述微生物中，所述vioa蛋白質(zhì)的編碼基因可如seq?id?no.1的第4-1260位所示，所述viob蛋白質(zhì)的編碼基因可如seq?id?no.1的第1278-4274位所示，所述vioc蛋白質(zhì)的編碼基因可如seq?id?no.1的第4292-5614位所示，所述vioe蛋白質(zhì)的編碼基因可如seqidno.1的第5632-6207位所示。

9、所述arsr蛋白質(zhì)的編碼基因可如seq?id?no.6的第7-360位的反向互補(bǔ)序列所示。

10、進(jìn)一步，

11、所述用于驅(qū)動各編碼基因表達(dá)的啟動子可如seq?id?no.6的第420-509位所示，或如seq?id?no.8的第448-482位所示，或如seq?id?no.9的第448-517位所示。

12、所述用于驅(qū)動所述arsr蛋白質(zhì)的編碼基因表達(dá)的啟動子可如seq?id?no.6的第361-419位的反向互補(bǔ)序列所示，或如seq?id?no.8的第7-93位所示，或如seq?id?no.10的第361-395位的反向互補(bǔ)序列所示。

13、上述微生物還可具有如下特征：

14、a3)含有g(shù)lpf蛋白質(zhì)的編碼基因并能表達(dá)glpf蛋白質(zhì)。

15、上述微生物可含有g(shù)lpf表達(dá)盒，所述glpf表達(dá)盒含有g(shù)lpf蛋白質(zhì)的編碼基因與用于驅(qū)動glpf蛋白質(zhì)的編碼基因表達(dá)的啟動子。

16、所述glpf蛋白質(zhì)可如seq?id?no.12所示。

17、所述glpf蛋白質(zhì)的編碼基因可如seq?id?no.11的第110-955位所示。

18、進(jìn)一步，所述用于驅(qū)動glpf蛋白質(zhì)的編碼基因表達(dá)的啟動子可如seq?id?no.11的第7-109位所示。

19、上文中，所述vioabce表達(dá)盒、所述arsr表達(dá)盒、所述glpf表達(dá)盒均可通過含有相應(yīng)表達(dá)盒的重組載體處于所述微生物中。所述vioabce表達(dá)盒、所述arsr表達(dá)盒、所述glpf表達(dá)盒可處于同一載體中，也可處于兩個載體中，也可分別處于三個載體中。

20、所述vioabce表達(dá)盒、所述arsr表達(dá)盒、所述glpf表達(dá)盒可共用啟動子，也可具有不同的啟動子，只要能使vioa、viob、vioc、vioe蛋白質(zhì)的編碼基因、arsr蛋白質(zhì)的編碼基因、所述glpf蛋白質(zhì)的編碼基因均得到表達(dá)即可。

21、所述載體可為質(zhì)粒(如pet-21a(+)載體)。

22、上述微生物可為細(xì)菌、酵母、藻或真菌。所述細(xì)菌可為大腸桿菌，如大腸桿菌top10。

23、本發(fā)明還提供了重組微生物的制備方法，所述方法包括：

24、b1)將vioa、viob、vioc、vioe蛋白質(zhì)的編碼基因?qū)胧荏w微生物中，并使vioa、viob、vioc、vioe蛋白質(zhì)的編碼基因得到表達(dá)；

25、b2)將arsr蛋白質(zhì)的編碼基因?qū)胧荏w微生物中，并使arsr蛋白質(zhì)的編碼基因得到表達(dá)。

26、上述方法還可包括：

27、b3)將glpf蛋白質(zhì)的編碼基因?qū)胧荏w微生物中，并使glpf蛋白質(zhì)的編碼基因得到表達(dá)。

28、vioa、viob、vioc、vioe蛋白質(zhì)的編碼基因可通過含有所述vioabce表達(dá)盒的重組載體導(dǎo)入所述受體微生物中。

29、arsr蛋白質(zhì)的編碼基因可通過含有所述arsr表達(dá)盒的重組載體導(dǎo)入所述受體微生物中。

30、glpf蛋白質(zhì)的編碼基因可通過含有所述glpf表達(dá)盒的重組載體導(dǎo)入所述受體微生物中。

31、所述載體可為質(zhì)粒(如pet-21a(+)載體)。

32、上述受體微生物可為細(xì)菌、酵母、藻或真菌。所述細(xì)菌可為大腸桿菌，如大腸桿菌top10。

33、本發(fā)明還提供了下述任一應(yīng)用：

34、y1、所述微生物在指示砷中的應(yīng)用；

35、y2、所述微生物在制備指示砷產(chǎn)品中的應(yīng)用；

36、y3、所述方法在制備指示砷產(chǎn)品中的應(yīng)用。

37、實驗證明，本發(fā)明的微生物可用于指示砷，可以用于砷的檢測，具有很好的應(yīng)用前景。

38、下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述，給出的實施例僅為了闡明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。以下提供的實施例可作為本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)的指南，并不以任何方式構(gòu)成對本發(fā)明的限制。