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本文开展了烟碱类杀虫剂吡虫啉(Imidacloprid,IMI)的转化菌株的筛选和转化机制的研究。从自然界和菌种库中筛选到一株z9菌株,该菌株的静息细胞(resting cell)具有较高的IMI转化能力。经16SrRNA基因序列分析,z9菌株鉴定为假黄单胞菌Pseudoxanthomonasindica(菌株保藏号为CGMCC 6648)。HPLC分析显示,P.indica CGMCC 6648代谢IMI产生两种产物,液相色谱质谱联用(LC/MS)和核磁共振(NMR)光谱分析,这两个产物分别为IMI的羟基化产物5-羟基吡虫啉(5-hydroxy IMI)和烯式吡虫啉(olefin IMI)。底物特异性研究表明,P.indica CGMCC6648还能转化烟碱类杀虫剂噻虫啉(THI)、氯噻啉(IMT)和啶虫脒(AAP),LC/MS分析结果显示其代谢产物分别为为4-hydroxy THI、5-hydroxy IMT 和 AAP 的 N-脱甲基产物 IM-2-1。P.indicaCGMCC 6648转化IMI为典型的共代谢机制,需要添加糖或有机酸作为共代谢基质提高其转化能力。未添加共代谢基质的对照组的转化2d的IMI降解率仅为5%左右,而添加了 100 mmol/L葡萄糖的的实验组的IMI降解率提高至37.4%。IMI转化动力学曲线显示,转化6d,IMI的降解率可达70.1%,同时产生 0.93 mmol/L 的 5-hydroxy IMI 和 0.05 mmol/L 的 olefin IMI,IMI 的半衰期为3.6 d。不同糖对5-hydroxy IMI的产量有显著的影响,乳糖促进IMI羟基化的效果最为显著,转化48 h,IMI减少0.77 mml/L同时生成0.67 mmol/L的5-hydroxyIMI生成,然而不同糖对olefinIMI的生成量几乎没有影响。有机酸作为共代谢基质也能显著提高IMI的降解率;与糖相比,产物5-hydroxy IMI的含量显著降低,但olefin IMI的含量显著提高。三羧酸循环中的苹果酸、棕檬酸和琥珀酸对5-hydroxy IMI形成几乎没有影响,但对olefin IMI的生成量有较显著的影响。糖酵解代谢末端代谢产物丙酮酸既能促进5-hydroxyIMI的合成,又能促进 5-hyroxy IMI 脱水生成 olefin IMI。转化 96 h,生成 0.46mmol/L 的 5-hydroxy IMI,同时生成0.17 mmol/L olefin IMI。丙酮酸能促进5-hydroxy IMI脱水生成olefin IMI,而葡萄糖则有一定的抑制作用。P.indicaCGMCC 6648具植物根际促生菌(PGPR)活性,能够产生氨、铁载体、水杨酸等植物促生物质,但不产生氢氰酸,不分泌吲哚乙酸,不具有溶磷能力。Illumina Hiseq2000 平台测序P.ind ca CGMCC 6648 的基因组,共产生 754 Mb数据。基于测序数据组装得到样品P.indicaCGMCC 6648基因组大小为4,304,970bp,含有3,935个基因,其中编码单加氧酶的基因有7个,选取了两个与嗜麦芽寡养单胞菌同源性最为相近的单加氧酶基因进行克隆和表达,这两个单加氧酶虽然能成功地在大肠杆菌Escherichiacoli Rosetta中得到表达,目的蛋白的可溶性很好,但目的蛋白没有转化IMI的活性。