Sphingomonas sp. BHC-A降解δ-HCH的机制研究

六六六（HCH）是一种曾经广泛使用的长残留杀虫剂。它有α、β、γ和δ四种异构体，其中γ-HCH与α-HCH的微生物降解途径已被阐明。目前，δ-HCH的微生物降解是HCH降解领域的研究热点。研究δ-HCH的降解途径及相关基因对于全面了解六六六微生物降解机制具有重要意义。本课题组已在δ-HCH微生物降解方面取得了一些进展。分离到一株能高效降解六六六四种异构体的菌株Sphingomonas sp. BHC-A，研究了其降解δ-HCH的部分途径。本项目拟进一步深入研究该菌株对δ-TDOL和δ-2,3,5-TCDL（已证明的BHC-A菌株降解δ-HCH的中间代谢产物）的降解途径，最终推导出完整的δ-HCH降解途径。并通过转座子随机插入突变和SEFA-PCR相结合的方法克隆出降解途径中的关键酶基因。预期结果有助于阐明微生物降解δ-HCH的分子机理，并为微生物修复δ-HCH污染环境提供理论依据。

六六六(HCH)是一种曾广泛使用的长残留农药。它有α、β、γ和δ四种异构体。目前，δ-HCH的微生物降解是HCH降解研究领域的热点。本项目以能降解四种六六六异构体的菌株BHC-A为对象进行了系列研究。取得以下结果： 1、采用多相分类技术将菌株BHC-A鉴定到种。它的最适生长温度和pH分别为30 °C 和7.0；呼吸醌为Q-10；极性脂主要为双磷脂酰甘油、卵磷脂、磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺、鞘糖脂、未知的氨基脂和磷脂；主要的脂肪酸为C18:1 ω7c (63.8%)、C16:1 ω6c (2.6%) 、C14:0 2-OH (12.3%)和C16:0 2-OH (6.6%)；多胺主要为亚精胺； DNA G+C 含量60.5 mol %； 它与菌株Sphingobium indicum B90AT 16S rRNA 基因的相似性为99.24%；它们之间的DNA-DNA杂交结果为77%，该数值大于区分不同种的临界值70%，因此将菌株BHC-A鉴定为Sphingobium indicum，命名为Sphingobium indicum BHC-A。2、对菌株BHC-A基因组进行了测序和分析。它的大小为4.15 Mb，包括一条大染色体Chr1(3.31 Mb)，一条小染色体Chr2 (690 Kb)和一个质粒pCHQ (152 Kb)。预测基因数目为3949个，其中和已报道基因具有30%以上相似性的基因为2693个。BHC-A菌株含有16个六六六降解相关基因，其中LinABCKLMNX、LinFGHIJ 和 LinDER 分别位于Chr1、 Chr2 和 pCHQ上。另外，在该基因组中还推测出3个可能和六六六降解相关的基因。3、构建了敲除linA基因的菌株BHC-A-DlinA，采用基因组分析和切块分析代谢途径相结合的方法研究δ-HCH的代谢途径及相关基因。4、以BHC-A菌株为基础构建了一株能同时降解除草剂2,4,5-三氯苯氧乙酸 (2,4,5-T)和六六六的无标记基因工程菌BHC-Ae。5、新分离到三株六六六降解菌，它们都来自Sphingobium属，发现ERIC-PCR可以快速区别16S rRNA 基因相似性很高的Sphingobium属菌株。.总体来说，本项目取得了预期结果。发表SCI文章12篇 (其中首标10篇)，培养研究生4名。