贪噬菌CGMCC4969植物促生特性及其降解丙烯酰胺的研究

摘要

在含有腈类和酰胺类化合物的土壤中经常能够筛选到贪噬菌属的菌株，但是其生物学特性和降解机制却很少有报道。论文作者所在实验室先前报道在土壤中筛选到的V.boronicumulans CGMCC4969能够将烟碱类农药噻虫啉降解为酰胺噻虫啉，并克隆表达了具有噻虫啉水解酶活性的关键酶—腈水合酶。在本研究中，发现V.boronicumulans CGMCC4969还能够降解工业中经常用到的一种化合物—丙烯酰胺，丙烯酰胺是一种神经毒剂，具有潜在的致癌作用。V.boronicumulans CGMCC4969的静息细胞可以将600 mg/L的丙烯酰胺降解为丙烯酸，半衰期为2.5 min。在土壤中接种V.boronicumulans CGMCC4969可以在4天内将200 mg/L的丙烯酰胺完全降解。
　　V.boronicumulans CGMCC4969是一种植物根际促生菌(PGPR)，能够产生氨、铁载体、氢氰酸、水杨酸等植物促生物质;V.boronicumulans CGMCC4969不分泌吲哚乙酸，不具有溶磷能力。
　　采用保守序列和反向PCR等方法从V.boronicumulans CGMCC4969的全基因组中克隆到含1038 bp碱基的酰胺酶基因序列，Blast分析显示该基因属于脂肪族酰胺酶基因。该酰胺酶基因编码蛋白由345个氨基酸组成，含有保守的催化活性中心谷氨酸（59位）—赖氨酸（134位）—半胱氨酸（166位），并且在序列的中间含有特殊的保守序列“RGAELIIRCQG”。将该序列在E.coli Rosseta(DE3)中过表达，经诱导表达酰胺酶的大肠杆菌可以将丙烯酰胺水解生成丙烯酸，降解半衰期为75 min。
　　根据本文的研究V.boronicumulans CGMCC4969作为一种植物促生菌既可以促进农作物的生长又可以快速降解土壤中的污染物丙烯酰胺，可以作为一种生物降解剂应用于被丙烯酰胺污染的农田中，对于环境修复具有重要价值。

目录

声明

摘要

缩写

第一章 前言

一、植物根际促生菌(PGPR)

二、丙烯酰胺及酰胺水解酶的研究

1、丙烯酰胺概述

2、酰胺酶研究背景

三、本文的研究思路

第二章 V.boronicumulans CGMCC 4969的降解特性及PGPR特性研究

第一节 V.boronicumulans CGMCC 4969降解底物特性的研究

1．实验材料

2．实验方法

3 实验结果

4 讨论

第二节 V.boronicumulans CGMCC 4969的PGPR特性研究

1．实验材料与仪器设备

2．实验方法

3．实验结果

4．讨论

第三章 V.boronicumulans CGMCC 4969酰胺酶基因的克隆表达及酶活检测

第一节 V.boronicumulans CGMCC 4969酰胺酶基因的克隆

1．实验材料

2．实验方法

3．实验结果

4．讨论

第二节 酰胺酶的过表达及酶活检测

1．实验材料

2．实验方法

3．实验结果

4．讨论

总结

参考文献

致谢

附件

附件一：在读研究生期间主要科研情况

附件二：V.boronicumulans CGMCC 4969菌株酰胺酶基因核酸序列

附件三：V.boronicumulans CGMCC 4969菌株酰胺酶氨基酸序列