【摘要】：氯嘧磺隆是一種超高效的磺酰脲類(lèi)除草劑,主要用于防除大豆田闊葉雜草。但由于其殘效長(zhǎng),且對(duì)多種后茬作物藥害強(qiáng),降解環(huán)境中的氯嘧磺隆就顯得格外重要。研究表明,自然環(huán)境中氯嘧磺隆的主要降解途徑是微生物降解,因此分離篩選氯嘧磺隆降解菌,研究氯嘧磺隆的生物降解機(jī)理逐漸成為了研究的熱點(diǎn)。吉林克雷伯氏菌Klebsiella jilinsis 2N3是一株能以除草劑氯嘧磺隆為單氮源生長(zhǎng)并高效降解氯嘧磺隆的革蘭氏陰性細(xì)菌,在適宜條件下,其對(duì)氯嘧磺隆的降解率可以高達(dá)92.5%。另外,2N3對(duì)其他磺酰脲類(lèi)除草劑甲磺隆、苯磺隆、砜嘧磺隆、胺苯磺隆、煙嘧磺隆也有一定降解能力。為了能幫助獲取吉林克雷伯氏菌2N3降解氯嘧磺隆的關(guān)鍵功能基因,深入研究其降解機(jī)制,本研究對(duì)2N3進(jìn)行了全基因組測(cè)序以及菌株在含有和不含有氯嘧磺隆的差異條件下的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。基因組測(cè)序通過(guò)PacBio第三代高通量測(cè)序進(jìn)行,得到了高質(zhì)量無(wú)間斷的總長(zhǎng)為5.33Mb的全基因組信息。分析表明全基因組的GC含量為42.69%,預(yù)測(cè)編碼基因有2711個(gè),并通過(guò)GO,NR,KEGG,COG等數(shù)據(jù)庫(kù)的比對(duì)分析完成了基本的基因功能注釋。依據(jù)測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,預(yù)測(cè)了Kj-mhpC-2096和Kj-mhpC-2289兩個(gè)水解酶基因可能參與了氯嘧磺隆的生物降解過(guò)程。而通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,得到了30個(gè)在三組重復(fù)比對(duì)中均上調(diào)的基因,其中Kj-eitD-2267、Kj-kdpD-226以及Kj-dxs-398被預(yù)測(cè)為與氯嘧磺隆降解相關(guān)的基因。通過(guò)敲除上述基因,并檢驗(yàn)突變體對(duì)氯嘧磺隆的降解能力是否發(fā)生改變,初步驗(yàn)證了這些基因的功能,其中水解酶基因Kj-mhpC-2096和轉(zhuǎn)酮醇酶基因Kj-dxs-398的缺失突變體對(duì)氯嘧磺隆的降解速度明顯降低,降解率相對(duì)野生型降低約10%,初步證明了Kj-mhpC-2096和Kj-dxs-398兩個(gè)基因參與了吉林克雷伯氏菌對(duì)氯嘧磺隆的降解。
【圖文】：

草劑是當(dāng)前全世界使用量最大的除草劑之一，該類(lèi)除草劑末期，1978 年杜邦公司的 G.Levitt 等首次報(bào)道磺酰脲類(lèi)化磺酰脲類(lèi)除草劑氯磺�。╟hlorsulfuron）問(wèn)世，推動(dòng)除草類(lèi)除草劑具有超高活性和低劑量，低毒性，高選擇性，對(duì)環(huán)多年生雜草防止效果良好，被廣泛的應(yīng)用于防除水田，，大菜田，草坪以及其他非耕地雜草[2]。已商品化的磺酰脲類(lèi)國(guó)常用的磺酰脲了除草劑有噻吩磺隆、苯磺隆、酰嘧磺隆磺酯、氟唑磺隆、芐嘧磺隆、吡嘧磺隆、醚磺隆、乙氧嘧、煙嘧磺隆、砜嘧磺隆、甲酰氨黃隆、氯嘧磺隆、甲嘧磺除草劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)草劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)主要由三部分構(gòu)成，即一個(gè)脂肪族基團(tuán)、基團(tuán)（常為三嗪或嘧啶基團(tuán)），以及連接兩部分的脲橋[5-6

發(fā)生降解[35]。酶促反應(yīng)中的降解酶，以及編，因此相關(guān)研究廣受關(guān)注。酶促反應(yīng)還包括酶原本的底物與污染物相似；（3）廣譜性酶類(lèi)除草劑的降解機(jī)理類(lèi)除草劑主要是通過(guò)酶促反應(yīng)完成，其中主、氧化等作用使磺酰脲類(lèi)除草劑的脲橋發(fā)生劑（如氯嘧磺隆、噻吩磺隆、甲磺隆等），嘧磺隆為例，見(jiàn)圖 1.4 和 1.5。
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X592

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2660428