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植物和微生物芳香族氨基酸生物合成过程中的一个关键酶——5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSP synthase;EC2.5.1.19)由aroA基因编码,该酶受广谱灭生性、内吸传导型除草剂草甘膦的竞争性抑制,将EPSP合成酶基因转入植物中可获得草甘膦耐受植株。 本研究从长期污染草甘膦的土壤中分离到一株草甘膦高耐受性菌株,其草甘膦耐受浓度高达140mM。经传统表型分类法和基于16S rDNA序列分析的系统发育分类法鉴定该菌株属荧光假单胞菌,暂定名为荧光假单胞菌G2(psedomonas fluorescensG2)。 以粘粒pLA2917为载体、大肠杆菌JM109为受体菌构建荧光假单胞菌G2的基因组文库,在含有10mM草甘膦的固体选择培养基上筛选出两个耐受克隆pGR3和pGR7,插入片段分别为7Kb和11Kb。以pGEM-3zf和pBluescript为载体,利用限制性内切酶HindⅢ和PstⅠ构建这两个克隆的亚克隆,从中分别得到两个草甘膦耐受亚克隆pGR3H1和pGR7H1,插入片段各为2.4Kb和3.2Kb,对这两个亚克隆进行序列分析,发现二者均含有一个核苷酸序列完全相同的完整的EPSP合成酶基因——aroA,其核苷酸序列长为1323bp,推导的EPSP合成酶由441个氨基酸组成,两个亚克隆的草甘膦耐受浓度最大可达150mM。 采用互补试验验证分离的与草甘膦耐受相关的DNA片段的生物学功能,结果显示R3H1和R7H1均能使大肠杆菌EPSP缺陷型菌株ER2799恢复在限制性培养基上的生长能力,证明这两个亚克隆的插入片段具有完整的EPSP合成酶功能。 将本实验获得的荧光假单胞菌G2EPSP合成酶推导的氨基酸序列与ClassⅠ中大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌来源的EPSP合成酶同源性约为30%,且不含有专利保护的突变位点。与ClassⅡ的EPSP合成酶同源性低于25%,其中与Monsanto公司分离的根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)CP4来源的EPSP合成酶同源性仅为24.5%,且不含有专利保护的保守序列和突变位点,显示了良好的开发应用潜力。