[发明专利]广谱取代脲类除草剂降解菌及酰胺水解酶基因和应用

说明书

本发明公开了广谱取代脲类除草剂降解菌及酰胺水解酶基因和应用。本发明提供了取代脲类除草剂的酰胺水解酶基因及其所推导的水解酶蛋白质。该基因全长为1377bp，G+C含量为63.5％，编码458个氨基酸，是一个新的对取代脲类除草剂脲桥具有广谱水解作用的酰胺水解酶基因资源。利用该基因构建的工程菌株能高效表达取代脲类除草剂酰胺水解酶，能在24h内将30mg/L的N‑甲氧基‑N‑甲基取代脲类除草剂(利谷隆)和N,N‑二甲基取代脲类除草剂(敌草隆、绿麦隆、伏草隆)完全降解，生产的酶制剂可用于土壤、水体和农作物上的取代脲类除草剂残留的去除，该基因可用于抗取代脲类除草剂转基因作物的培育。

技术领域

本发明属于应用环境微生物领域，涉及广谱取代脲类除草剂降解菌及酰胺水解酶基因和应用。

背景技术

除草剂的使用虽然提高了农业的生产效率，但同时带来严重的环境问题和作物药害问题。取代脲类除草剂已经被商业化生产超过50年，成为了全世界最广泛使用的重要的除草剂之一。由于其广泛重复的使用以及相对较高的水溶性，在各种污染的生境和农副产品中经常被检测到，除草剂作物药害也时有发生。因此，取代脲类除草剂残留已经成为生态环境保护和作物药害解除急需解决的问题。微生物修复除草剂污染的方法是一种简单、高效、廉价和无二次污染的方法，比化学方法、物理方法修复农药污染具有更多优势。微生物修复除草剂残留污染的本质是微生物产生的酶对除草剂的降解作用，从微生物中提取的降解酶系来消除除草剂残留在国外已有成功的先例，降解酶的来源可以通过从降解菌中提取，也可以采用基因工程手段构建高效表达菌株来获得。广谱取代脲类除草剂酰胺水解酶基因的获得在取代脲类除草剂污染的修复领域有巨大的应用潜力。同时，转基因抗除草剂作物培育是杂草治理史上的一次重大变革。2012年全球种植1.7亿公顷的转基因农作物中具有除草剂抗性性状的超过80％。因此，将除草剂降解基因转入作物中，培育转基因抗除草剂作物新品种，具有十分重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供广谱取代脲类除草剂降解菌。

本发明的另一目的是提供从该降解菌中克隆到的酰胺水解酶基因。

本发明的又一目的是提供该菌株、基因或基因编码蛋白的应用。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

广谱取代脲类除草剂酰胺水解酶基因，其核苷酸序列为SEQ ID NO.1。该基因全长(从起始密码子到终止密码子)为1377bp，G+C含量为63.5％，编码458个氨基酸，其氨基酸序列为：SEQ ID NO.2。

含所述的广谱取代脲类除草剂酰胺水解酶基因的重组质粒。

作为本发明的一种优选方式，酰胺水解酶基因片段与酶切好的pET-29a(+)进行酶连获得含广谱取代脲类除草剂酰胺水解酶基因的PET-29a(+)重组质粒。

含本发明所述的重组质粒的重组微生物BL21(DE3)。

作为本发明的一种优选方式，酶连好的含酰胺水解酶基因的pET-29a(+)重组质粒转化到表达宿主菌BL21(DE3)获得重组微生物BL21(DE3)。

所述的广谱取代脲类除草剂酰胺水解酶基因在去除农作物、土壤、水体的取代脲类除草剂残留方面的应用。

所述的取代脲类除草剂优选自N-甲氧基-N-甲基取代脲类除草剂、N,N-二甲基取代脲类除草剂；所述的N-甲氧基-N-甲基取代脲类除草剂进一步优选利谷隆；所述的N,N-二甲基取代脲类除草剂进一步优选敌草隆、绿麦隆、伏草隆。

本发明所述的酰胺水解酶蛋白质在去除农作物、土壤、水体的取代脲类除草剂残留方面的应用。