微生物对毒死蜱降解机理研究

有机磷农药的大量使用在消灭害虫确保农业生产的同时，环境中残留的农药给人类健康带来许多危害。快速、有效的清除环境中的农药残留已成为目前研究的热点。从污染环境中分离筛选高效降解菌，利用降解菌产生的降解酶降解农药具有高效、无污染等特点，是修复农药污染环境和去除食品中农药残留的重要手段之一。.本课题以分离获得的高效毒死蜱降解菌株施氏假单胞菌YC-YH1(Pseudomonas stutzeri YC-YH1)为研究材料，对菌株降解毒死蜱的特性与降解机理进行了系统的研究；基于对菌株的全基因组测序及生物信息学分析，发现菌株YC-YH1中同时含有有机磷降解酶基因mpd和ophC2，含有编码鞭毛形成、细菌趋化性所需的全部基因，同时含有萘、菲等物质的降解途径中相关酶基因；通过荧光差异双向电泳分析菌株YC-YH1在毒死蜱胁迫条件下的蛋白质表达差异，利用MALDI-TOF对差异表达蛋白进行了鉴定与系统的分析；进一步对差异表达蛋白进行了荧光定量PCR验证，发现有机磷水解酶MPH和OPHC2均为诱导表达；通过体外表达，获得MPH与OPHC2重组蛋白，对酶的特性、降解机理进行了系统的研究；基于基因组注释，克隆了调控蛋白基因，并对这些调控蛋白进行了表达与纯化，利用Biacore生物大分子相互作用系统筛选mpd基因的调控蛋白，获得了能与mpd基因启动子序列相互作用的调控蛋白LysR1661，同时通过凝胶阻滞验证了该蛋白与mpd启动子区结合的特异性。.主要研究结果包括：①对毒死蜱降解菌施氏假单胞菌YC-YH1对毒死蜱的降解特性与机理进行了系统的研究；②获得参与毒死蜱降解的相关基因mpd和ophC2及mpd基因的调控蛋白基因；③对mpd和ophC2的蛋白特性进行了系统的分析；④对mpd基因调控蛋白LysR1661进行了初步的验证与分析。.此项研究为有机磷农药污染环境的生物修复提供了菌株与基因资源；对于降解酶基因mpd与ophC2的系统研究为深入阐述菌株对毒死蜱的降解机理提供了理论参考；本课题对于降解酶基因mpd的表达调控机制的研究为首次报道，为进一步揭示有机磷农药降解过程的调控机制奠定了基础，也为进一步通过定性改造等方法提高降解效率提供了理论基础。