[发明专利]dicX5基因及其对除草剂的降解功能

说明书

本发明获得了一种具有降解除草剂的基因dicX5。本发明构建了含有该基因的重组载体，将其在原核宿主细胞大肠杆菌中表达。实验证明，所述基因在原核宿主细胞中表达后，具有降解除草剂的功能，可用于抗除草剂转基因农作物的培育及污染土壤的生物修复。

技术领域

本发明涉及一种新的具有生物降解功能的基因，具体涉及一种具有降解除草剂功能的基因。

背景技术

微生物经过长期的压力选择，进化出一系列适应该生境的生存机制与功能基因。这些菌株基因组中蕴藏着丰富的基因资源，值得进行深入研究。

比如，从土壤样品的微生物宏基因组数据中有希望获得具有降解除草剂的基因，可用于抗除草剂转基因农作物的培育及污染土壤的生物修复。

发明内容

本发明的目的是发现一种新的除草剂降解基因，其编码的蛋白质能够用于除草剂分子的降解。

具体研究工作如下：

1、获得了含有dicX5基因的重组工程菌株

1)通过PCR从南方某制药厂周围土壤样品的微生物宏基因组扩增出dicX5基因，其大小为1020bp，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

该基因编码339个氨基酸，将其克隆于载体pJET上，构建了含有完整dicX5基因的重组克隆质粒pJET-dicX5；

2)将dicX5基因连接于pRAD1质粒上，该质粒含组成型高表达groEL启动子，可高效持续表达下游靶标蛋白。构建完成的重组质粒pRAD-dicX5；

3)将导入dicX5基因的重组质粒pRAD-dicX5转入麦草畏降解基因筛选菌株大肠杆菌JM109中，获得工程菌株JM-dicX5(详见实施例1)；

2、表达dicX5的重组大肠杆菌工程菌株的催化活性实验

已有研究表明，除草剂麦草畏降解的关键步骤在于麦草畏分子的去甲氧基化反应。经过微生物酶的催化将除草剂麦草畏去甲氧基生成无除草剂活性3,6-二氯水杨酸(DCSA)。

实验证实，表达dicX5基因的重组工程菌能够在以麦草畏为唯一碳源的培养基中生长，具有降解除草剂麦草畏的能力。经过72小时孵育，表达dicX5的重组大肠杆菌工程菌株JM-dicX5能够将麦草畏分子完全降解，生成去甲基的无除草剂活性的DCSA。

实验表明，重组表达的dicX5蛋白质(氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示)具有降解除草剂麦草畏的催化功能，降解产物主要为DCSA。该基因在抗除草剂转基因农作物的培育及污染土壤的生物修复方面具有应用潜力。

序列表信息

SEQ ID NO.1：dicX5基因的核苷酸序列。

SEQ ID NO.2：DicX5的氨基酸序列。

附图说明：

图1标准品麦草畏与3,6-二氯水杨酸的HPLC检测图；其中

图A是麦草畏，检测波长λ＝275nm，出峰时间6min；

图B是DCSA，检测波长为λ＝319nm，出峰时间为5.1min；

图2工程菌株JM-dicX5对麦草畏降解效果。其中

图A中，孵育培养前，重组工程菌JM-dicX5培养基中的化合物峰型主要化合物峰为1号峰，为麦草畏化合物。

图B中显示，72h孵育培养后，重组工程菌JM-dicX5的主要产物为2号峰为DCSA化合物。

具体实施方式