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

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基本信息

  • 批准号：
    31000060
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    19.0万
  • 负责人：
    闫新
  • 依托单位：
    南京农业大学
  • 学科分类：
    C0106.微生物与环境互作
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

苯基脲类除草剂残留的毒害问题已日益受到世界各国的重视，在基因水平上阐明该类除草剂细菌矿化的途径对微生物修复具有重要的指导意义。本项目拟以降解性状比较优良的菌株Sphingobium sp.YBL1为研究对象，借助华大基因先进的DNA高通量测序平台获得YBL1基因组序列（Sphingobium 属菌株还未见基因组序列的公布），运用生物信息学预测结合实验验证（基因外源表达、基因突变、 转座子随机插入突变及蛋白纯化等）的研究策略，将首次在基因水平上完整地阐明苯基脲类除草剂的细菌矿化典型途径，为对该菌株进行稳定性遗传改造及环境修复提供参考，具有较好的科学价值和应用价值。

结项摘要

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。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
The Novel Bacterial N-Demethylase PdmAB Is Responsible for the Initial Step of N,N-Dimethyl-Substituted Phenylurea Herbicide Degradation
新型细菌 N-去甲基酶 PdmAB 负责 N,N-二甲基取代的苯脲除草剂降解的第一步
  • DOI：
    10.1128/aem.02478-13
  • 发表时间：
    2013-12-01
  • 期刊：
    APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Gu, Tao;Zhou, Chaoyang;Li, Shunpeng
  • 通讯作者：
    Li, Shunpeng
Cloning and characterization of a novel amidase from Paracoccus sp M-1, showing aryl acylamidase and acyl transferase activities
副球菌 M-1 中新型酰胺酶的克隆和表征，显示出芳基酰胺酶和酰基转移酶活性
  • DOI：
    10.1007/s00253-011-3704-6
  • 发表时间：
    2012-05-01
  • 期刊：
    APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Shen, Weiliang;Chen, Honghong;Li, Shunpeng
  • 通讯作者：
    Li, Shunpeng
Biodegradation of Butachlor by Rhodococcus sp Strain B1 and Purification of Its Hydrolase (ChIH) Responsible for N-Dealkylation of Chloroacetamide Herbicides
红球菌 B1 菌株对丁草胺的生物降解及其负责氯乙酰胺除草剂 N-脱烷基化的水解酶 (ChIH) 的纯化
  • DOI：
    10.1021/jf303936j
  • 发表时间：
    2012-12-19
  • 期刊：
    JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Liu, Hong-Ming;Cao, Li;Li, Shun-Peng
  • 通讯作者：
    Li, Shun-Peng
Biodegradation of Buprofezin by Rhodococcus sp. Strain YL-1 Isolated from Rice Field Soil
  • DOI：
    10.1021/jf205185n
  • 发表时间：
    2012-03-14
  • 期刊：
    JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Li, Chao;Zhang, Ji;Li, Shun-Peng
  • 通讯作者：
    Li, Shun-Peng

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其他文献

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  • 通讯作者：
    洪青

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闫新的其他基金

甲烷氧化菌介导的氨氧化作用的分子机制
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相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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