基于基因组测序的苯基脲类除草剂细菌降解的分子机理研究

取代脲类除草剂应用广泛、残留危害大。多项研究表明，在自然环境中来自sphingomonads的菌株是矿化该类除草剂的主要力量，但其分子机理并不清楚。在前期的工作中我们获得了多株能够以异丙隆为唯一碳氮源生长的sphingomonads，本项目拟以菌株Sphingobium sp. YBL2为材料，借助下一代测序技术获得该菌的基因组草图，并以此为基础揭示菌株代谢异丙隆的分子机理。通过三年的研究，我们已基本完成设定的研究任务，获得以下研究成果。第一、我们利用二代测序技术获得菌株YBL2的基因组草图。第二、解析了菌株YBL2代谢异丙隆的途径。第三、鉴定了负责起始步骤（也是限速步骤）的降解酶基因，该基因编码一个全新的Rieskenon-heme iron型N脱甲基酶。第四、获得了负责下游途径中苯胺类化合物降解的基因簇，该基因簇在相似性、基因排布、调控方式以及底物谱上都与现有的有较大差别，是一个全新的苯胺氧化酶基因簇。最后，综合本项目以及国际上的研究结果，我们构建了一株能够完全降解所有常见的取代脲类除草剂的工程菌。本研究为取代脲类除草剂残留污染的微生物修复打下了基础，并为转基因作物的构建提供了基因资源。