2.12转基因颠茄能高效吸收和分解污染物 用植物净化被污染的水体和土壤等技术被学者们称为“植物修复环境技术”。日本科学工 作者在对大约3000种植物进行调查研究后发现，颠茄这种植物有吸收和分解污染源物质多氯 化联苯的能力。在此基础上他们对该植物进行转基因处理，即把加速根部生长的功能基因导 入颠茄细胞中，培育出了生长速度快、根部发达的重组基因颠茄，从而大大提高了其吸收和 分解污染物质的能力。生产实践表明，严重超标的工厂废水能够被它吸收80%。很多国家积 极引进这一现代生物技术成果，己取得了很好的环保效果。 2.2基因工程技术构建基因工程菌 基因工程技术作为生物降解处理污染物研究的前沿领域，能够提高微生物的降解速率， 拓宽底物的专一性范围，维持低浓度下的代谢活性，改善污染物降解过程中的生物催化稳定 性等。因此，从环境中筛选分离出的菌种，利用基因工程手段，实现质粒转移，分子育种， 基因重组技术能够构建出具有特殊降解功能的超级工程菌。在某些条件下，质粒能赋予宿主 细胞在有相应药物或化学毒物的环境中生存的能力。所以构建基因工程菌的一个重要方面是 质粒育种，构建含多种降解质粒的超级细菌。基因工程菌降解效率高、底物范围广、表达稳 定，比自然环境中的降解性微生物更具竞争力，例如PCP103菌株的构建。基因工程菌的构 建和应用对于美化环境、保护人类健康提供了一系列可行的途径。现代科学工作者把PC技 术用于基因工程菌的构建并已取得了一些成绩，国内外正在进行这方面的研究。 2.2.1降解TCE的基因工程菌 三氯乙烯(TCE)作为氯代溶剂已经广泛应用于金属加工、电子技术、印刷、造纸、涂料 和纺织业。TCE的密度(1.462kgL)比水大，属重质非水溶性液体(DNAPLS),而且水溶性好， 溶解度为1000gL。TCE在环境中易迁移，所以由它引起的土壤和地下水污染是一个长期以 来普遍存在的问题。 目前，物理、化学和生物方法处理技术已被认证可以去除TCE。但物理、化学法去除TCE 不仅费用高，而且不能使它完全降解；常规的生物降解技术虽能弥补这个缺陷，但要求投加共 代谢基质如甲烷、氨、甲酚或甲苯等，而这些物质本身就是环境污染物。而基因工程菌可把 多种降解基因转到同一微生物中，能更有效地降解多种污染物，并且能将其转化为无害物质 或完全降解为CO2和H20。 大量研究表明，利用来自Pseudomonas mendocina KR1菌的甲苯单加氧酶修饰的大肠杆 菌(E.coli)和恶臭假单胞菌(Pseudomonas Putida)可在上述基质不存在时降解TCE。 2.2.2降解PCBs的基因工程菌 多氯联苯(PCBs)是一类由氯置换了联苯中的氢原子的人工合成有机氯化合物。作为稳定 剂，对人的皮肤、肝脏、神经、骨骼等都有不良影响，且是一种致癌因子。1968年日本的米 糠油事件就是由于食用PCBs污染的米糠油引起的。由于PCBs极其稳定，耐酸、耐碱、耐 腐蚀，具有化学稳定性、绝缘性、不燃性、耐热性和高的电解常数等特点，在环境中很难分 解；而且工业用PCBs的混合物如Aroclors有60~80种同系物。因此处理受多氯联苯污染的 环境时要求微生物能降解绝大多数或所有的这些同系物。 PCBs生物降解是由双加氧酶攻击2,3位（或5,6位）碳所引起的，但是不同的微生物 对PCB同系物的降解能力有很大差别.Gibson et al认为这是由于微生物具有单一的非特异性 双加氧酶所致，并提出Pseudomonad的两物种底物专一性的不同是由于BphA上至少两种氨 基酸的不同而引起的。例如：在可降解甲苯的微生物P.put ida F1中插入bphD基因簇可使假单 胞菌以联苯为生长基质，bph和tod的融合可使PCB降解菌Pseudomonas同时具有降解甲苯 和联苯的能力。 除此之外，添加表面活性剂也可促进PCBs的降解。添加表面活性剂一方面可提高疏水 性PCBs的生物可利用性：另一方面可为PCBs降解菌提供碳源。据报道，由于非离子型表面2.1.2 转基因颠茄能高效吸收和分解污染物 用植物净化被污染的水体和土壤等技术被学者们称为“植物修复环境技术”。日本科学工 作者在对大约 3000 种植物进行调查研究后发现，颠茄这种植物有吸收和分解污染源物质多氯 化联苯的能力。在此基础上他们对该植物进行转基因处理，即把加速根部生长的功能基因导 入颠茄细胞中，培育出了生长速度快、根部发达的重组基因颠茄，从而大大提高了其吸收和 分解污染物质的能力。生产实践表明，严重超标的工厂废水能够被它吸收 80%。很多国家积 极引进这一现代生物技术成果，已取得了很好的环保效果。 2.2 基因工程技术构建基因工程菌 基因工程技术作为生物降解处理污染物研究的前沿领域，能够提高微生物的降解速率， 拓宽底物的专一性范围，维持低浓度下的代谢活性，改善污染物降解过程中的生物催化稳定 性等。因此，从环境中筛选分离出的菌种，利用基因工程手段，实现质粒转移，分子育种， 基因重组技术能够构建出具有特殊降解功能的超级工程菌。在某些条件下，质粒能赋予宿主 细胞在有相应药物或化学毒物的环境中生存的能力。所以构建基因工程菌的一个重要方面是 质粒育种，构建含多种降解质粒的超级细菌。基因工程菌降解效率高、底物范围广、表达稳 定，比自然环境中的降解性微生物更具竞争力，例如 PCP103 菌株的构建。基因工程菌的构 建和应用对于美化环境、保护人类健康提供了一系列可行的途径。现代科学工作者把 PCR 技 术用于基因工程菌的构建并已取得了一些成绩，国内外正在进行这方面的研究。 2.2.1 降解 TCE 的基因工程菌 三氯乙烯(TCE) 作为氯代溶剂已经广泛应用于金属加工、电子技术、印刷、造纸、涂料 和纺织业。TCE 的密度(1.462kg/ L) 比水大，属重质非水溶性液体(DNAPLs) ，而且水溶性好， 溶解度为 1000mg/L。TCE 在环境中易迁移，所以由它引起的土壤和地下水污染是一个长期以 来普遍存在的问题。 目前，物理、化学和生物方法处理技术已被认证可以去除 TCE。但物理、化学法去除 TCE 不仅费用高，而且不能使它完全降解; 常规的生物降解技术虽能弥补这个缺陷，但要求投加共 代谢基质如甲烷、氨、甲酚或甲苯等，而这些物质本身就是环境污染物。而基因工程菌可把 多种降解基因转到同一微生物中，能更有效地降解多种污染物，并且能将其转化为无害物质 或完全降解为 CO2 和 H2O。 大量研究表明，利用来自 Pseudomonas mendocina KR1 菌的甲苯单加氧酶修饰的大肠杆 菌( E. coli) 和恶臭假单胞菌( Pseudomonas Putida) 可在上述基质不存在时降解 TCE。 2.2.2 降解 PCBs 的基因工程菌 多氯联苯( PCBs) 是一类由氯置换了联苯中的氢原子的人工合成有机氯化合物。作为稳定 剂，对人的皮肤、肝脏、神经、骨骼等都有不良影响，且是一种致癌因子。1968 年日本的米 糠油事件就是由于食用 PCBs 污染的米糠油引起的。由于 PCBs 极其稳定，耐酸、耐碱、耐 腐蚀，具有化学稳定性、绝缘性、不燃性、耐热性和高的电解常数等特点，在环境中很难分 解; 而且工业用 PCBs 的混合物如 Aroclors 有 60~ 80 种同系物。因此处理受多氯联苯污染的 环境时要求微生物能降解绝大多数或所有的这些同系物。 PCBs 生物降解是由双加氧酶攻击 2，3 位( 或 5，6 位) 碳所引起的，但是不同的微生物 对 PCB 同系物的降解能力有很大差别。Gibson et al 认为这是由于微生物具有单一的非特异性 双加氧酶所致，并提出 Pseudomonad 的两物种底物专一性的不同是由于 BphA 上至少两种氨 基酸的不同而引起的。例如:在可降解甲苯的微生物 P.put ida F1 中插入 bphD 基因簇可使假单 胞菌以联苯为生长基质，bph 和 tod 的融合可使 PCB 降解菌 Pseudomonas 同时具有降解甲苯 和联苯的能力。 除此之外，添加表面活性剂也可促进 PCBs 的降解。添加表面活性剂一方面可提高疏水 性 PCBs 的生物可利用性; 另一方面可为 PCBs 降解菌提供碳源。据报道，由于非离子型表面