[发明专利]一种来源于长形芽孢杆菌的水解酶及其修复土壤莠去津污染的方法

说明书

本发明公开了一种来源于长形芽孢杆菌的水解酶及其修复土壤莠去津污染的方法，通过人工合成技术修改编码TRZN的DNA序列，构建抵抗莠去津危害的基因突变型，用于受到莠去津农药污染土壤的植物修复。所述来源于长形芽孢杆菌的TRZN水解酶，是一种三嗪水解酶，编码序列含有1371个核苷酸，具有广泛的底物范围。本发明通过修改编码TRZN的DNA序列，构建抵抗莠去津危害的基因突变型，并将重组基因转入到拟南芥植株，评估转基因植株抵抗莠去津毒害的耐受性，最终通过与野生型植株的对比试验，证明了转基因型植株具备更高的抗莠去津耐性。本发明不但大幅度提升了转基因生物修复莠去津农药污染土壤的效率，并能够筛选改良抵抗莠去津类农药危害的高等植物。

技术领域

本发明涉及水解酶技术领域，具体为一种来源于长形芽孢杆菌的水解酶及其修复土壤莠去津污染的方法。

背景技术

农药污染，是指农药使用后残存于生物体、农副产品及环境中的微量农药原体、有毒代谢产物、降解产物及杂质超过农药的最高残留限制而形成的污染现象。农药施用后，一部分附着于植物体上，或渗入株体内残留下来，使粮、菜、水果等受到污染；另一部分散落在土壤上(有时则是直接施于土壤中)或蒸发、散逸到空气中，或随雨水及农田排水流入河湖，污染水体和水生生物。农产品的残留农药通过饲料，污染禽畜产品。农药残留通过大气、水体、土壤、食品，最终进入人体，引起各种慢性或急性病害。

莠去津是当前国内外使用最广泛的一种除草剂农药，是一种选择性内吸传导型芽前土壤处理除草剂，也可作芽后茎叶处理。主要通过植物根部吸收并向上传导，抑制植物的光合作用，使其枯死。它的杀草谱较广，可防除多种一年生禾本科和阔叶杂草。通常加工成可湿性粉剂和悬浮剂使用，适用于玉米、水稻、果树、苗圃、林地防除马唐、稗草、狗尾草、莎草、看麦娘、蓼、藜、十字花科、豆科杂草，对某些多年生杂草也有一定抑制作用。莠去津由Geigy化学公司1952年研制开发,1958年申请瑞士专利,1959年投入商业生产。由于该除草剂具有优良的杀草功效且价格便宜,很快在世界各国得到了广泛地应用和推广,成为世界上使用最为广泛也是最重要的除草剂之一。目前,莠去津在国内外杂草防除上仍占有重要地位,世界上有80多个国家在使用这种除草剂。在美国中部,每年要使用数千吨这种除草剂于玉米田中,占其除草剂使用量的60％。在我国莠去津及其混剂仍作为农田最重要的除草剂。

莠去津喷洒到土壤和作物表面后，仅有一小部分落到靶标上，大部分进入土壤，土壤或沉积物中的残留主要通过地表径流、淋溶、湿沉降等途径进入地表水或向下沉积进入地下水，从而对水生生态环境和人类饮用水源构成威胁。此外，少量莠去津可以通过挥发和浮尘进入大气，并通过干沉降和湿沉降返回地面。因此，它对生态环境的影响具有全球性。莠去津残留在土壤中的时间很长，其作为内分泌干扰物的活性会给动植物和人类带来危害。已经证明，它可以在土壤中持续数十年。这意味着多年来，喷洒莠去津的农田可能不会用于种植对莠去津敏感的作物。此外，受莠去津污染的地下水可以流入河流和湖泊，可以伤害水生植物和动物，并污染饮用水。许多研究表明，莠去津扰乱内分泌素，导致两栖动物和鱼类的异常发育。莠去津还被证明可以降低雄性大鼠的睾酮水平，人们担心它会影响人类。因此，有必要建立从环境中去除这种毒素的方法与技术。

利用生物合成技术从长形芽孢杆菌中产生TRZN水解酶，修改编码TRZN酶的DNA序列，构建抵抗莠去津危害的基因突变型，并将重组基因转入到拟南芥植株，提升转基因植株抵抗莠去津毒害的耐受性，该水解酶对于培育抗莠去津的植物品种非常重要，为植物修复土壤莠去津农药污染提供了新的载体与技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于由长形芽孢杆菌生产一种TRZN水解酶，修改编码TRZN的DNA序列，构建抵抗莠去津危害的基因突变型，并将重组基因转入到植物体，提升转基因植株抵抗莠去津毒害的耐受性。