[发明专利]二苯醚类除草剂硝基还原酶基因dnrA及其硝基还原酶和应用

说明书

本发明公开了一种硝基还原酶基因dnrA及其硝基还原酶和应用，该基因dnrA的核苷酸序列为SEQ ID NO.1，该基因dnrA编码的硝基还原酶DnrA的氨基酸序列为SEQ ID NO.2。本发明克隆到一种硝基还原酶基因dnrA，该基因为一种二苯醚类除草剂硝基还原酶基因，全长为780bp，编码259个氨基酸；本发明硝基还原酶基因dnrA编码的硝基还原酶DnrA能够将二苯醚类除草剂中的硝基还原成氨基降解和转化二苯醚类除草剂，该硝基还原酶DnrA以及含有硝基还原酶基因dnrA的基因工程菌可用于污染农田和环境水体中二苯醚类除草剂残留的去除及药物合成的生物转化，具有非常重要的理论和应用价值。

技术领域

本发明属于应用环境微生物和农业领域，涉及硝基还原酶基因dnrA及其编码硝基还原酶和应用，具体涉及二苯醚类除草剂的硝基还原酶基因dnrA及其硝基还原酶和应用。

背景技术

近年来，随着农村劳动力不断向第二、三产业转移，农业生产集约化程度的不断提高，农田化学除草技术日益为广大农民所接受，农田杂草化除面积显著增加。二苯醚类除草剂是农业生产中广泛使用的一类除草剂，主要品种有乳氟禾草灵、乙羧氟草醚、甲羧除草醚。二苯醚类除草剂是一类选择性除草剂，对于杂草防治效果极好，由于被大豆等作物吸收后能迅速降解，所以对大豆、油菜等油料作物安全。近年来，随着大豆、油菜等油料作物种植面积的扩大，恶性杂草问题也日趋严重，二苯醚类除草剂的使用量及使用面积均显著增加二苯醚类除草剂对生物体有一定的危害。在田间施用之后，乳氟禾草灵可能会以喷雾、灰尘漂移，雨水冲刷等多种方式在环境中转移，造成其在水体、土壤和作物中的大量残留。研究表明，乳氟禾草灵对一些非靶标生物具有很高的毒性，如对大型蚤、斜生栅藻和浮萍的半致死剂量分别为4.308mg/L(48h)、0.784μg/L(96h)和100μg/L(7d)。乙羧氟草醚会引起生物体的内分泌系统紊乱，同时伴有较强的致突变性，对皮肤和眼睛有一定的刺激性。因此，二苯醚类除草剂残留在土壤中的迁移、转化和降解等环境行为逐渐引起了人们的关注。

微生物降解是降解土壤中二苯醚类除草剂的主要方式，以其廉价、无二次污染等优点为多数学者所提倡。而现阶段多数研究集中在筛选出可以降解某一种该类化合物的菌株及其降解特性上，且研究的降解菌株大多只能降解某一种二苯醚类除草剂，能降解多个二苯醚类除草剂的菌株研究很少，且对降解这一类化合物分子机制的研究基本没有。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种硝基还原酶基因dnrA，该基因为一种二苯醚类除草剂硝基还原酶基因，该基因编码的硝基还原酶DnrA能在够在还原力NADPH存在条件下将二苯醚类除草剂结构式中的硝基还原成氨基降解和转化二苯醚类除草剂。

本发明还提供该硝基还原酶基因dnrA编码的硝基还原酶及其应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种硝基还原酶基因dnrA，所述基因dnrA的核苷酸序列为SEQ ID NO.1。

本发明所述的硝基还原酶基因dnrA编码的硝基还原酶DnrA，所述硝基还原酶DnrA的氨基酸序列为SEQ ID NO.2。

一种含有本发明所述的硝基还原酶基因dnrA的重组表达载体pET32a-dnrA。

其中，所述重组表达载体pET32a-dnrA由硝基还原酶基因dnrA插入载体pET-32a(+)的NcoI和XhoI位点之间所得。

一种含有本发明所述的硝基还原酶基因dnrA的基因工程菌。

其中，所述的基因工程菌是将权利要求3所述的重组载体pET32a-dnrA导入E.coliRosseta(DE3)获得。

本发明所述的硝基还原酶基因dnrA在降解和转化二苯醚类除草剂中的应用。

本发明所述的硝基还原酶DnrA在降解和转化二苯醚类除草剂中的应用。