[发明专利]一株高产吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株及其构建方法和应用

说明书

本发明提供一株高产吩嗪‑1‑羧酸的基因工程菌株及其构建方法和应用，属于基因工程技术领域。本发明以相对安全的绿针假单胞菌Qlu‑1为出发菌株，通过基因工程技术从Qlu‑1菌株基因组中敲除phzO基因以及双元调控相关基因和中心碳代谢途径调控基因等，并构建相应基因工程菌株，从而使得吩嗪‑1‑羧酸的产量大幅提高，能够更加有效用于生物防治。经试验验证，基因工程菌株QPCA‑7具有最佳效果，其PCA产量高达7854mg/L，且生长性能良好，因此具有良好的实际应用之价值。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一株高产吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株及其构建方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

化学农药污染严重，不可持续发展，生物农药是一类很好的替代品，与化学农药相比，生物农药具有毒性低、对环境友好和不易产生抗药性等明显优势，已经吸引了越来越多学者的关注并逐渐应用到生物防治实践当中。其中，上海交通大学许煜泉课题组率先利用铜绿假单胞菌株M18开发出了具有广谱、高效、安全和能有效控制真菌性根腐和茎腐的生物农药吩嗪-1-羧酸(phenazine-1-carboxylic acid，简称PCA，CAS号为2538-68-3)，定名为“申嗪霉素”，主要用于防治水稻纹枯病、小麦赤霉病、黄瓜和西瓜的枯萎病、甜瓜蔓枯病、辣椒根腐病等，2011年被中国农业部授予农药证书，并被命名为“申嗪霉素”。

目前吩嗪-1-羧酸生产方法虽有化工方法，但条件苛刻，并且向环境释放有毒有害物质，所以主要由假单胞菌中的铜绿假单胞菌生产，但铜绿假单胞菌则是目前医院中一种比较常见的机会致病菌，并不太适合作为生产菌株来推广应用。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供一株高产吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株及其构建方法和应用。本发明以相对安全的绿针假单胞菌为出发菌株，通过基因工程技术在其基因组上敲除具有负调控作用的双元调控相关基因和中心碳代谢途径调控基因等，使得PCA产量由初始408mg/L提升至7854mg/L，从而为PCA的大规模生产奠定重要基础。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面，提供一株高产吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株，具体是敲除绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)Qlu-1及其衍生物基因组中的phzO基因、lon基因、rsmE基因、psrA基因、parS基因、rpeA基因和pykF基因中的一个或多个即得。

其中，所述绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)Qlu-1是一株筛选自中国潍坊蔬菜大棚菜椒根际的绿针假单胞菌，经测序得知含有phzABCDEFG基因簇，以及吩嗪类的修饰基因phzO，可以产生吩嗪-1-羧酸以及2-羟基吩嗪。该菌株已送至中国典型培养物保藏中心(地址：湖北省武汉市武昌珞珈山武汉大学)，保藏日期为2020年05月08日，保藏编号为CCTCC NO：M 2020108。

优选的，所述高产吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株，具体是敲除绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)Qlu-1及其衍生物基因组中的phzO基因、lon基因、rsmE基因、psrA基因、parS基因、rpeA基因和pykF基因。

本发明的第二个方面，提供上述高产吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株的构建方法，所述方法包括：

敲除绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)Qlu-1及其衍生物基因组中的phzO基因、lon基因、rsmE基因、psrA基因、parS基因、rpeA基因和pykF基因中的一个或多个即得。

本发明的第三个方面，提供上述基因工程菌株在生产吩嗪-1-羧酸中的应用。