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多菌灵是一种苯并咪唑类杀菌剂,在很多国家广泛应用于防治农业、林业中的真菌病害。多菌灵还是苯菌灵和托布津杀菌剂的水解产物和活性成分。多菌灵在水中和土壤中非常稳定,易于被植物根部吸收,导致粮食食物的污染。低浓度的多菌灵就会致突变、致癌和内分泌紊乱,因此其污染受到人们的关注。而微生物降解是自然界中多菌灵降解的主要方式。本论文对一株多菌灵降解菌株dj1-6-2进行了系统分类学的鉴定,对其降解多菌灵及其下游产物2-氨基苯并咪唑的降解特性和降解途径进行了研究,为阐明该菌对多菌灵降解机制,以及在生物修复中的应用提供依据。菌株dj1-6-2部分生物学特性如下：该菌生长的最适温度和pH分别为30℃C、pH7,能够耐受7%的NaCl。其细胞壁组分中具有分类学意义的氨基酸为：tmeso-DAP,丙氨酸,谷氨酸,甘氨酸,天门冬氨酸。糖类型为核糖,阿拉伯糖和半乳糖等。磷脂为：DPG,PE1, PG, PE, PIM, PI, PME和CL。菌株dj1-6-2中主要的醌为MK-8(H2),含有枝菌酸。主要脂肪酸组成为C14：o(9.95%),C15：o(1.25%),C16：o(36.77%),C17：1ω8c(1.44%),C18：1ω9c(27.29%),C18：0(4.89%)和10-methyl C18:0 (tuberculostearic acid, TBS A) (3.70%).DNA G+C mo1%含量为60.1%.菌株dj1-6-2与其亲缘较近的红球菌属模式种R.qingshengii djl-6T, R. baikonurensis DSM 44587T, R. erythropolis DSM 43066T和R.globerulus DSM 43954T的DNA-DNA杂交同源性分别为27.65%,19.29%,18.64%和10.59%。通过对菌株dj1-6-2的16S rRNA系统发育分析、氨基酸、糖组分、磷脂成分、细胞壁脂肪酸成分、醌、枝菌酸和DNAG+Cmol%含量等结果综合分析,菌株djl-6-2属于红球菌属的一个新种,命名为家玲红球菌Rhodococcus jialingiae sp. nov.djl-6-2T(=DSM 45257 T= CCTCC AA 208292T)。菌株dj1-6-2能够在96 h降解97.88% 100 mg·L-1的多菌灵,并利用其作为唯一碳氮源生长；最适降解温度和pH分别为30℃,pH7。建立了快速定性检测多菌灵降解酶活性的多菌灵琼脂糖平板法。研究了菌体破壁方法对粗酶得率和比酶活的影响,发现超声破碎法获得的总蛋白浓度最高,比活力也最高；酶的诱导性和定域研究表明,降解多菌灵的酶为组成型胞内酶。多菌灵降解酶本身在15℃～45℃和pH6～pH8的范围内稳定性较好；酶降解多菌灵的最适温度为30℃C,最适pH值为7.0。金属离子Zn2+、K+、Fe3+对多菌灵降解酶有抑制作用,其他离子作用不明显。高浓度的表面活性剂Tween 80、SDS和低浓度Triton X-100对酶也有抑制作用。酶抑制剂苯甲基磺酰氟化物有强烈的抑制作用。通过高效液相色谱和MS/MS分析发现2-氨基苯并咪唑和2-羟基苯并咪唑是菌株dj1-6-2降解多菌灵的代谢产物。进一步研究菌株djl-6-2对2-氨基苯并咪唑的降解时,发现2-氨基苯并咪唑在无机盐培养基中的降解率只有3.7%,在缺少NH4N03的无机盐培养基中降解率达到97.3%,而且添加葡萄糖能够促进菌株对其降解。在无氮培养基中,菌株对2-氨基苯并咪唑降解的最适温度是30℃C,降解的最适pH值为7,金属离子Mn2+,Fe2+有能促进菌株dj1-6-2对2-氨基苯并咪唑的降解作用,而Fe3+、Hg2+和A13+有抑制作用。菌株在降解100 mg·L-1 2-氨基苯并咪唑的过程中会出现2-羟基苯并咪唑的大量积累,10 mg·L-1时则没有积累。双加氧酶的抑制剂3-氟邻苯二酚抑制2-羟基苯并咪唑的转化速度。多菌灵、2-氨基苯并咪唑(2-AB)和2-羟基苯并咪唑(2-HB)能够诱导菌体产生儿茶酚2,3-双加氧酶。对2-氨基苯并咪唑的降解产物进行MS/MS分析时,发现了苯并咪唑(m/zl 19[M+H]+)、2-羟基苯并咪唑(rn/z135[M+H]+)的分子峰,以及三个有意义的疑似代谢产物的峰分别为二羟基苯并咪唑(m/z151[M+H]+)、三羟基苯并咪唑(m/z167[M+H]+)和一外二元醇双加氧酶开环物质m/z199[M+H]+。进一步用PCR的方法从菌株djl-6-2中克隆了一个外二元醇双加氧酶基因edo,重组表达产物能催化邻苯二酚和2,3-DHBP开环；进一步在E.coli BL21(DE3)中进行了高效表达,发现外二元醇双加氧酶(EDO)能够促进菌株dj1-6-2的粗酶降解2-羟基苯并咪唑。因此推测,EDO有可能是菌株djl-6-2降解2-羟基苯并咪唑过程中参与开环的酶。