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磺酰脲类除草剂是一类高效、低毒、高选择性的新型除草剂,被广泛应用于水稻、玉米、小麦、大豆等田间杂草的防控,其用量也呈逐年增加的趋势。然而其微量的环境残留就会对后茬敏感作物产生严重的药害,引起作物减产,甚至绝收,并且造成了大量“癌症田”,给农业生产造成了巨大的经济损失,如何清除其在环境中的残留已成为当今的热点问题。以微生物代谢活动为核心的微生物修复技术,因其具有能耗低、效率高、环境友好等优点,逐渐成为治理环境污染的重要手段之一。本文从规模化工程沼液样品中分离得到多株能以醚磺隆(cinosulfuron)为唯一氮源进行生长的降解菌株,其中菌株LAM0713和LAM0618降解效率最高。菌株16S rRNA基因的序列对比分析结果表明,LAM0713和LAM0618均归属于库特氏属(Kurthia),且与现有Kurthia属有效发表菌株的16S rRNA基因序列最高位相似性分别为97.1%和96.9%,初步判断二者为Kurthia属的疑似新种。对疑似新种菌株LAM0713和LAM0618进行了系统分类学研究。利用表型特征分析、生理生化指标测定、重要细胞化学组分分析、16S rRNA基因序列系统进化分析、基因组DNA G+C mol%含量测定等手段,完成了菌株的多相分类鉴定工作,结果表明,LAM0713和LAM0618两菌株的16S rRNA基因序列相似性为100%,DNA-DNA杂交率为85.3±1.4%,多项分类鉴定结果表明,两株菌属于库特氏属(Kurthia)的一个新种,为缅怀我国著名土壤微生物学家陈华癸院士,该新种被命名为Kurthia huakuii sp. nov.,其模式菌株为LAM0618T(=ACCC06121T=JCM19187T)。采用Illumina Hiseq2000测序平台测定了Kurthia huakuii的全基因组序列(GenBank登录号AYTB00000000)。样品共产出755Mb数据。基于测序数据组装得到菌株Kurthia huakuii的基因组大小为3,585,165bp,GC含量39.91%,共25个scaffold,56个contig。基因组组分分析后发现,Kurthia huakuii的基因组含有3,560个编码序列(CDs),总长度为3,050,526bp,平均长度857bp,占基因组全长的85.09%。含有112个tRNA,33个rRNA。共有2242个功能基因的功能得到了预测,被注释到21个COG簇中。KEGG数据库分析工得到138个代谢图,其中45个与异源物质代谢有关,约有169个CDs参与其中。Kurthia huakuii的全基因组序列的分析将有助于降解基因鉴定,为进一步阐明磺酰脲类除草剂的代谢途径与机理奠定基础。这是迄今为止首次关于磺酰脲类除草剂降解菌株基因组测序的报道。利用Kurhia huakuii全基因组信息分析的结果,从菌株LAM0713中克隆得到了一个新的酯酶基因Sue,该基因全长831bp,在GenBank中的登陆号为KJ702613。sue基因与目前已发表的磺酰脲类除草剂降解酶基因的同源性较低,且具有典型的水解酶超家族特征。利用成功构建的pET32a-sue重组质粒,在37℃培养时经过1mmol／LIPTG的诱导,成功实现了重组SUE蛋白的高水平表达,获得了一条约32kDa的特异性条带,其对醚磺隆的降解试验表明,SUE蛋白15mmin内对50mg/L浓度的醚磺隆的降解率达43.2%。运用在线数据库和生物信息学软件初步分析了SUE蛋白的信号肽和夸膜区并推测了一级、二级和三级结构,分析结果表明SUE蛋白可能为新的可降解醚磺隆的酯酶。利用单因素试验,并结合响应面法对高效醚磺隆降解菌株Kurhia huakuiiLAM0713的最适降解条件进行了研究,结果表明：该菌株在GSM液体培养基中的最适降解条件为31.8℃和pH6.9。在最适条件下,LAM0713在5d时间里,对50mg/L醚磺隆的降解率达到92.4%。菌株LAM0713可耐受并降解高达400mg/L的醚磺隆,同时对苯磺隆(Tribenuron methyl),胺苯磺隆(ethametsulfuron methyl),玉嘧磺隆(rimsulfuron),氯磺隆(chlorsulfuron)和苄嘧磺隆(bensulfuron methyl)均有较好的降解效果。运用高效液相色谱质谱联用技术(HPLC-MS)检测菌株LAM0713降解醚磺隆时产生的中间代谢产物,获得了5种中间代谢产物,根据醚磺隆分子结构特征,推断了LAM0713降解醚磺隆的可能代谢途径,LAM0713对醚磺隆的降解主要以磺酰脲桥的水解为主。土壤模拟降解实验结果表明,菌株LAM0713在15d内对50mg/kg浓度的醚磺隆的降解率达到79.7%。