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环境微生物学课题组揭示除草剂麦草畏微生物代谢机制及其应用前景

2016年7月15日,美国微生物学会(ASM)旗下杂志《应用与环境微生物学》(Applied and Environmental Microbiology)在线发表了南京农业大学生科院环境微生物学课题组关于麦草畏微生物降解机理的重要研究成果。论文题为《A Tetrahydrofolate-Dependent Methyltransferase Catalyzing the Demethylation of Dicamba in Sphingomonas sp. Strain Ndbn-20》(http://aem.asm.org/content/82/18/5621.short)。南京农业大学为第一署名单位、生科院姚利博士为第一作者、何健教授为通讯作者。麦草畏属于安息香酸系除草剂,对一年生和多年生阔叶杂草有显著防除效果,具有广谱高效、低毒和杂草抗性产生慢等优点,是孟山都研发的新一代抗除草剂转基因作物的靶标除草剂。目前的麦草畏脱毒酶基因(麦草畏脱甲基酶DMO)专利掌握在生物技术巨头孟山都手里,我国还没有麦草畏抗性基因产权,技术上受制于人。麦草畏在环境中的降解代谢过程尚不明确,制约了对其环境行为和生态毒理的研究。关于麦草畏的微生物降解机理的研究,目前只报道过一个关键基因和酶,因此关于其微生物的降解机理在基因水平及蛋白水平的研究相当匮乏。经过研究,该团队发现菌株Ndbn-20内存在着一个新型依赖四氢叶酸的脱甲基酶Dmt66,该酶以四氢叶酸为辅因子高效地将麦草畏降解为3,6-二氯水杨酸(3,6-DCSA)。本论文的研究结果揭示了一个新的麦草畏脱甲基机制。此外该团队与大北农生物技术有限公司合作,将编码dmt66核苷酸序列进行密码子优化后转录拟南芥中,大大提高了拟南芥对麦草畏的抗性。该研究为抗麦草畏转基因工程提供性能更优良的基因资源。

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