[发明专利]硝基还原酶基因pnr及其编码的蛋白和应用

说明书

本发明公开了二甲戊灵和氟乐灵的硝基还原酶基因及其编码的蛋白和应用。一种硝基还原酶基因pnr，其核苷酸序列为SEQ ID NO.1，全长627bp，编码209个氨基酸，其氨基酸序列为SEQ ID NO.2。硝基还原酶基因pnr是首个公开的能降解二甲戊灵和氟乐灵的降解基因，它能催化还原苯环上的硝基。本发明提供的硝基还原酶均能在1h内降解100mg/l的二甲戊灵和氟乐灵。因此，硝基还原酶基因pnr在构建降解二甲戊灵和氟乐灵的转基因作物中应用潜能巨大，硝基还原酶蛋白PNR在降解二甲戊灵和氟乐灵中应用前景很好。

技术领域

本发明属于环境微生物和农业领域，涉及二甲戊灵和氟乐灵硝基还原酶基因pnr及其编码的蛋白和应用。

背景技术

我国人多地少，大量化学农药的使用是保证作物高产稳产的有效及必要措施。除草剂的使用在减轻农业劳动强度、保证农业正常生产的同时，也不可避免地带来严重的残留环境污染。统计数据指出我国每年受除草剂药害的农田面积高达3000万亩，其中严重药害面积达到500万亩，每年造成几十亿元的损失。微生物修复技术是一种原位生物修复技术，效果好，费用低，无二次污染，适合大面积面源污染修复，是土壤有机污染物修复技术的主流和发展方向。

二甲戊灵是一种优秀的旱田作物选择性除草剂，具有广谱的除草活性，应用范围广、用量大，是世界上销售量最大的选择性除草剂之一。二甲戊灵在土壤中的残留期长达几十天，现已发现其残留对生态环境、水生生物及人类健康都有潜在危害。目前，二甲戊灵和氟乐灵的降解微生物菌株已有报道，但其相关降解功能基因均未见报。获得二甲戊灵和氟乐灵降解代谢菌株和降解基因在治理农药残留，消除其药害中具有以下作用，(一)通过现代生物技术将降解基因导入作物构建相应的除草剂抗性转基因作物，(二)通过现代微生物发酵技术将二甲戊灵降解菌株和基因制成降解菌剂或酶制剂实现土壤原位修复。终上所述，二甲戊灵降解基因在消除该类除草剂药害及生物转化领域中具有非常重要的理论和应用价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种二甲戊灵硝基还原酶基因。

本发明的另一目的是提供该基因编码的蛋白。

本发明的又一目的是提供该基因的应用。

一种硝基还原酶基因pnr，核苷酸序列为SEQ ID NO.1。

本发明所述的硝基还原酶基因pnr编码的硝基还原酶PNR，氨基酸序列为：SEQ IDNO.2。

含有本发明所述的硝基还原酶基因pnr的重组表达载体。

含有本发明所述的硝基还原酶基因pnr的基因工程菌。

本发明所述硝基还原酶基因pnr在构建降解二甲戊灵、氟乐灵的转基因作物中的应用。

本发明所述硝基还原酶基因pnr在降解二甲戊灵、氟乐灵中的应用。

本发明所述硝基还原酶PNR在降解二甲戊灵、氟乐灵中的应用。

本发明所述硝基还原酶PNR优选在去除土壤、水体中二甲戊灵、氟乐灵的应用。

本发明所述的重组表达载体在降解二甲戊灵、氟乐灵中的应用。

本发明所述的重组表达载体在构建降解二甲戊灵、氟乐灵的转基因作物中的应用。

有益效果：

本发明硝基还原酶基因pnr是首个公开的能降解二甲戊灵的降解基因，它能催化还原苯环上的硝基。本发明提供的硝基还原酶能在1h内降解100mg/l的二甲戊灵。同时，本发明硝基还原酶PNR也是首个公开能降解氟乐灵的降解基因，它能催化还原氟乐灵苯环上的两个硝基。在1h内催化还原100mg/l的氟乐灵。因此，硝基还原酶基因pnr在构建降解二甲戊灵、氟乐灵转基因作物中应用潜能巨大，硝基还原酶蛋白PNR在降解二甲戊灵和氟乐灵中应用前景很好。