微生物來源的氯代鄰苯二酚1，2-雙加氧酶基因在擬南芥中降解芳香族化合物的機理研究.pdf

1、使用微生物來源的污染物降解相關(guān)基因改造植物，可以使植物獲得降解污染物的能力而用于環(huán)境治理，這是一種有效的清除污染物的方法。芳香族化合物是現(xiàn)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的一類主要污染物。此類污染物具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定苯環(huán)結(jié)構(gòu)，難以降解。在此項研究中，我們利用鄰單胞桿菌來源的氯代鄰苯二酚1，2雙加氧酶基因tfdC改造擬南芥，探索植物降解芳香族污染物。氯代鄰苯二酚1，2雙加氧酶在微生物研究中已經(jīng)被證實具有打開苯環(huán)的能力。本研究中獲得的轉(zhuǎn)基因植株在形態(tài)和生長

2、狀態(tài)上與野生型植株沒有可見的差別。通過分析發(fā)現(xiàn)，tfdC轉(zhuǎn)基因植株對芳香族化合物鄰苯二酚的耐受性相對于對照植株有了顯著的提高，并顯示出顯著提高的吸收和轉(zhuǎn)化鄰苯二酚的能力。HPLC分析結(jié)果進(jìn)一步顯示在植株內(nèi)部檢測到的鄰苯二酚的代謝產(chǎn)物順，順-己二烯二酸的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于預(yù)期應(yīng)產(chǎn)生的量。據(jù)此，我們推測植物內(nèi)部可能具有類似于細(xì)菌鄰位降解途徑中TfdC下游的TfdD和TfdE酶活性，使得降解產(chǎn)物順，順．己二烯二酸進(jìn)一步被降解。利用生物信息學(xué)方法檢索擬

3、南芥基因組數(shù)據(jù)庫，我們確實在植物中發(fā)現(xiàn)了TfdD和TfdE的同源蛋白，而沒有發(fā)現(xiàn)。TfdC的同源蛋白?？梢姡瑃fdC基因賦予轉(zhuǎn)基因植物的TfdC酶活性在植物降解芳香族化合物過程中是至關(guān)重要的，也同時預(yù)示著細(xì)菌來源的基因在植物降解環(huán)境中芳香族污染物應(yīng)用中的良好前景。 關(guān)鍵詞：氯代鄰苯二酚1，2雙加氧酶，植物修復(fù)，生物降解，鄰苯二酚，擬南芥葉綠素酶(EC 3.1．1.14)催化葉綠素降解的第一步反應(yīng)。葉綠素酶基因的克隆推動了對葉綠素

4、酶生理生化特性的研究，也有助于揭示葉綠素酶在植物體內(nèi)作用的機制。在擬南芥中有兩個葉綠素酶基因，AtCLH1和AtCLH2.AtCLH1的相關(guān)研究報道比較多，關(guān)于其體內(nèi)的功能也已有報道，而對AtCLH2的研究則相對較少。本研究中，我們在體外表達(dá)純化了由AtCLH2編碼的葉綠素酶2。葉綠素酶2在體外表現(xiàn)出了葉綠素酶的活性。我們還發(fā)現(xiàn)，與由AtCLH1編碼的葉綠素酶1相比，葉綠素酶2在體外達(dá)到最大葉綠素酶活性需要更高濃度的去污劑(Triton