利用环境DNA方法监测湖泊浮游植物

《ACS ES&T Water》：Environmental DNA Approach for Lake Phytoplankton Monitoring

　　合成生物学优化解氮菌Paracoccus denitrificans的氮降解能力，构建3800bp工程质粒及氮诱导启动子阵列，调控dnfABC（Dirmmox）和nirS基因表达，实现硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐的动态响应调控，提升菌株生长速率与污染物降解效率。

　　

Paracoccus denitrificans在氮去除过程中起着关键作用。合成生物学技术有潜力增强这些氮去除能力。然而，由于P. denitrificans缺乏专门的基因表达工具，这些技术的应用受到了限制。在这项研究中，我们构建了一系列质粒和多种氮诱导型启动子，以提高P. denitrificans DYTN-1菌株的氮降解效率。这些质粒的体积被优化至约3800 bp，并包含了多种复制起点和抗生素抗性标记，确保了其遗传稳定性。这些启动子对亚硝酸盐、硝酸盐和铵离子具有响应性，诱导倍数范围为1.30（±0.23）到34.63（±4.49）倍。通过使用这些基因构建体，我们建立了一个对硝酸盐和铵离子浓度敏感的动态调控网络，该网络协调了细胞增殖与氮去除之间的平衡。这是通过调节新型Dirmmox途径（dnfABC）以及参与反硝化过程的关键基因nirS的表达来实现的。改良后的P. denitrificans菌株表现出更快的生长速度以及更高效的硝酸盐和铵离子去除能力。这项研究为P. denitrificans DYTN-1菌株建立了一个新的基因表达系统，标志着合成生物学在促进氮污染物降解方面的一个重要里程碑。