光合细菌降解主要磺酰脲类除草剂的机理及其乙酰乳酸合酶基因的克隆

磺酰脲类除草剂的大量使用，挽回了大量因草害造成的损失，同时极大的提高了农业生产的劳动效率和机械化程度，在农业生产的现代化进程中起了不可估量的作用。但是，环境中大量磺酰脲类除草剂的残留，其对环境的污染和选择性引起的后茬作物的安全性等问题引起了普遍关注。因此，研究去除磺酰脲类除草剂的残留和克隆抗性基因是目前研究的主要方向之一。微生物降解农药残留是自然界最主要的去除农药残留的方式，因此，本项目在前期分离的光合细菌降解菌基础上，选择我国广泛使用的三种除草剂：苄嘧磺隆、苯磺隆和噻磺隆为研究对象，研究光合细菌降解这三种磺酰脲类除草剂的特性和机理及其乙酰乳酸合酶基因的克隆与表达。深入探索光合细菌降解磺酰脲类除草剂的机理及其抗性产生的原因，为微生物降解磺酰脲类除草剂的机理、除草剂抗性产生机制及构建转基因作物提供理论依据。

根据项目的合同的研究内容，开展相关的研究工作。经过三年系统的研究，取得的主要研究进展有：通过吡嘧磺隆的吸光光谱，筛选吡嘧磺隆检测最佳波长；优选了流动相，从而建立了吡嘧磺隆的痕量检测的液相萃取-HPLC方法。通过富集培养，以及建立的吡嘧磺隆的液相萃取-HPLC方法，共筛选获得磺酰脲类除草剂残留降解菌15株，puf M 特异性PCR初步鉴定结果表明，这15株降解菌均为光合细菌菌株。.选择降解菌株J5-2，研究了其降解最佳条件及降解效率；从菌株S9-1中克隆了ALS基因的大小亚基，并分析了其可能的突变位点。.建立了吡嘧磺隆抗性的检测方法-生长半抑制法，采用该方法，测定了3个菌株对吡嘧磺隆的抗性，测定结果表明，不同菌株对吡嘧磺隆抗性具有一定差异。.根据克隆的ALS大亚基序列，设计了特异性的ALS基因PCR扩增引物，建立了ALS基因表达的RT-qPCR定量方法。为研究菌株的抗性与ALS表达之间的关系提供了基础。.采用2D PAGE-MS/MS技术，分离出菌株PSB-S表达谱的差异蛋白，从而推导菌株PSB-S耐受/降解吡嘧磺隆的机制。发表研究论文5篇，其中SCI检索3篇，EI检索1篇；国家发明专利授权2项，申报2项；培养博士研究生1名，硕士研究生2名。