基因工程在废水处理中的应用与展望.pdfVIP

基因工程在废水处理中的应用状况及展望 摘要：本文对现代基因工程技术在污水生物处理系统中的应用进行了概述, 利用基因 工程技术提高微生物净化环境的能力是用于废水治理的一项关键技术。笔者就基因工程技术 的原理、研究内容和在污水处理领域中的应用进行了阐述了，并对其研究方向作了展望。 关键字：基因工程，污水处理，应用 The application status of gene engineering technique to wastewater treatment and its prospects Abstract: The application of gene engineering technique in wastewater treatment process had been discussed in this paper, and gene engineering technique was the key technique for wastewater treatment by improving the purifying environment ability of microbes. The author formulated the principle, main research content of gene engineering technique, and the application of gene engineering technique in wastewater treatment, and discussed its research orientation in the end. Key words: gene engineering, wastewater treatment, application 生物法处理生活污水如今已被广泛的应用，但揭示污水中复杂微生态系统方 面存在很大的局限性，并且有些特殊污水用自然界中自然进化的微生物难于降解， 基因工程的引进开辟了培育高降解能力的新品菌种方法，利用基因工程技术检测 微生物性状、提高微生物净化环境的能力是用于废水治理的一项关键技术。 1 基因工程的定义 基因工程 （geneticengineering）是指重组DNA技术的产业化设计与应用， 包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达 的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞或基 因工程生物体的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。基因工程是利用重组 技术，在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对各种生物的核酸（基因） 进行改造和重新组合，然后导入微生物或真核细胞内，使重组基因在细胞内表达， 产生出人类需要的基因产物，或者改造、创造新特性的生物类型。 一个完整的、用于生产目的的基因工程技术程序包括的基本内容有：（1）外 源目标基因的分离、克隆以及目标基因的结构与功能研究。这一部分的工作是整 个基因工程的基础，因此又称为基因工程的上游部分。（2）适合转移、表达载体 的构建或目标基因的表达调控结构重组。（3）外源基因的导入。（4）外源基因在 宿主基因组上的整合、表达及检测与转基因生物的筛选。（5）外源基因表达产物 的生理功能的核实。（6）转基因新品系的选育和建立，以及转基因新品系的效益 分析。（7）生态与进化安全保障机制的建立。（8）消费安全评价。 2 基因工程技术在废水处理中的应用 环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力，已成为人们十分关注的问 题。尤其是在污水处理方面，生物法逐渐成为废水处理的主要方法。但是由于废 水的多样性及其成分的复杂性，自然进化的微生物降解污染物的酶活性往往有限。 20世纪90年代后期问世的DNA改组技术可以创新基因，并赋予表达产物以新的功 能，创造出全新的微生物， 就可以定向获得具有特殊降解性状的高效菌株，方 便有效地应用于水污染处理。因此，构建基因工程菌成为现代废水处理技术的一 个重要研究方向，且日益受到人们的重视。 2.1 基因工程技术在污水检测中的应用 2.1.1 聚合酶链反应(PCR)技术在污水检测中的应用 聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)是 20 世纪 80 年代后期由 K.Mullis 等建立的一种体外酶促扩增特异DNA 片段的技术，PCR 是利用针对目的 基因所设计的一对特异寡核苷