麦草畏降解菌Sphingomonas sp. Ndbn-20的分离鉴定及其生物学特性研究
Isolation&Characterization of Dicamba-Degrading Strain Ndbn-20(Sphingomonas Sp.)and Study of Its Biological Feature
麦草畏是一种低毒、高效、广谱的选择性除草剂,主要用于防除玉米和谷物农田中的一年生及多年生阔叶杂草.麦草畏微生物降解过程中的脱甲基酶是生产抗麦草畏转基因农作物的靶标酶,在生产应用方面具有重要意义.本文旨在分离一株具有从未报道过的麦草畏脱甲基酶的麦草畏降解菌株,研究其进化地位、生物学特性和麦草畏降解特性,初步研究其麦草畏脱甲基机制,为进一步研究其麦草畏降解机制,克隆相关降解基因提供理论依据.采用富集培养的方法从堆肥中分离到1株能以为麦草畏为唯一碳源生长的细菌Ndbn-20(16S rDNA GenBank 登陆号:KP064570).根据菌株 Ndbn-20 的形态特征、生理生化特征和16S rDNA基因序列相似性分析将其鉴定为Sphingomonassp..对菌株的生物学特性和降解特性研究表明,菌株Ndbn-20的最佳生长条件为:温度30℃、pH 7.0.Ndbn-20为好氧性生长,随着通气量的降低,菌株的生长量减小.Ndbn-20在NaCl浓度范围为0.5-3%时生长较好.菌株Ndbn-20降解麦草畏的最适条件为:pH 7.0、温度30 ℃.Ndbn-20在72 h内可以完全矿化100 mg·L-1的麦草畏,当培养时间达到108 h时,对较高浓度(200 mg·L-1)的麦草畏也能将其完全降解.采用HPLC和LC-MS/MS对菌株Ndbn-20降解麦草畏的中间代谢产物进行测定,结果表明Ndbn-20降解麦草畏的主要中间代谢产物是脱甲基形成的DCSA.Ndbn-10是本实验室从麦草畏生产厂家的水处理系统的活性污泥中分离到的一株能扩增出麦草畏脱甲基酶基因DMO的麦草畏降解菌株.以菌株Ndbn-10作为对照,根据已报道的DMO基因序列设计了四对引物,同时在两株菌中扩增DMO基因片段,结果却没能从麦草畏降解菌株Ndbn-20中扩增到相应对DMO基因片段.研究发现Ndbn-20的无细胞抽提液无需NADH提供还原力,并且只在有氧和四氢叶酸存在的条件下才具有麦草畏脱甲基酶活性.这些结果表明Ndbn-20的麦草畏脱甲基酶是需氧的四氢叶酸依赖型脱甲基酶,为一个从未报道过的麦草畏脱甲基酶.
- 作者：
- 贾兴军
- 学位授予单位：
- 南京农业大学
- 专业名称：
- 微生物学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 何健
- 中图分类号：
- X592；X172
- 关键词：
- 麦草畏；生物降解；鞘氨醇单胞菌；DMO；四氢叶酸依赖型脱甲基酶
- Dicamba; Biodegradation; Sphingomonas sp.; DMO; THFA-dependent demethylase;