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随着农业生产的规模化、集约化,农业重茬给农业生产带来严重的危害,日益引起人们的关注。生物防治是解决作物的连作障碍行之有效的方法之一,研究菌株对化感物质的降解具有重要意义。本研究采用多相分类的方法对从盐地碱蓬根际土中筛选的一株能同时降解多种植物化感物质的细菌,进行分类鉴定,通过基因组测序和单因素降解实验的方法研究了菌株对正十六烷(Hexadecane,HA)、对羟基苯甲酸(P-hydroxybenzoic,PHBA)和阿魏酸(Ferulic Acid,FA)等3种植物根际化感物质的降解特性及降解途径。本文得出以下主要结论:
(1)从内蒙古土默特右旗盐碱蓬根际土壤中,筛选了1株细菌,命名为C16S1T。基于16S rRNA基因的系统发育分析表明,该菌株与A.venetianus RAG-1T(97.9%)、A.baylyi B2T(97.9%)、A.vivianii NIPH2168T(97.7%)、A.baumannii ATCC19606T(97.7%)、A.courvalinii ANC3623T(97.7%)、A.halotolerans lotolerans R160T(97.2%)、A.soli CIP110264T(97.1%)等菌株的16S rRNA基因的同源性最高,但都低于98.5%;菌株C16S1与这些菌株的平均核苷酸一致性(Average Nucleotide Identity,ANI)为73.2~81.0%,DNA-DNA的电子杂交值(DNA-DNA hybridization,dDDH)为16.4~44.7%。根据菌株的生理生化实验,初步将该菌株鉴定为Acinetobacter属的一个新种,命名为碱蓬不动杆菌(Acinetobacter suaedae sp.nov)。
(2)菌株C16S1能分别以正十六烷、对羟基苯甲酸和阿魏酸等为唯一碳源和能源生长,菌株降解3种化合物的最适合条件均为:温度30℃、最适盐度浓度为10g L-1、pH7.0。在3种化合物或2种化合物共存时,菌株优先降解对羟基苯甲酸,其后依次是正十六烷和阿魏酸。
(3)基因组的功能基因分析表明,菌株C16S1在FerA的催化下生成阿魏酰辅酶A,该物质在FerC、FerD等催化下生成4-羟基-3甲氧基苯甲酸,在VanAB的作用下脱甲基转化为3,4-二羟基苯甲酸,在邻苯二酚1,2-双加氧酶的作用下进行内开环,通过粘糠酸途径实现该化合物的完全降解;菌株降解正十六烷是在2个烷烃羟化酶(Alkane hydroxylase,AlkB)酶的催化下实现正十六烷的末端氧化,随后在醇脱氢酶和醛脱氢酶的作用下生成对应的脂肪酸,通过脂肪酸的Beta氧化途径实现彻底降解。
(1)从内蒙古土默特右旗盐碱蓬根际土壤中,筛选了1株细菌,命名为C16S1T。基于16S rRNA基因的系统发育分析表明,该菌株与A.venetianus RAG-1T(97.9%)、A.baylyi B2T(97.9%)、A.vivianii NIPH2168T(97.7%)、A.baumannii ATCC19606T(97.7%)、A.courvalinii ANC3623T(97.7%)、A.halotolerans lotolerans R160T(97.2%)、A.soli CIP110264T(97.1%)等菌株的16S rRNA基因的同源性最高,但都低于98.5%;菌株C16S1与这些菌株的平均核苷酸一致性(Average Nucleotide Identity,ANI)为73.2~81.0%,DNA-DNA的电子杂交值(DNA-DNA hybridization,dDDH)为16.4~44.7%。根据菌株的生理生化实验,初步将该菌株鉴定为Acinetobacter属的一个新种,命名为碱蓬不动杆菌(Acinetobacter suaedae sp.nov)。
(2)菌株C16S1能分别以正十六烷、对羟基苯甲酸和阿魏酸等为唯一碳源和能源生长,菌株降解3种化合物的最适合条件均为:温度30℃、最适盐度浓度为10g L-1、pH7.0。在3种化合物或2种化合物共存时,菌株优先降解对羟基苯甲酸,其后依次是正十六烷和阿魏酸。
(3)基因组的功能基因分析表明,菌株C16S1在FerA的催化下生成阿魏酰辅酶A,该物质在FerC、FerD等催化下生成4-羟基-3甲氧基苯甲酸,在VanAB的作用下脱甲基转化为3,4-二羟基苯甲酸,在邻苯二酚1,2-双加氧酶的作用下进行内开环,通过粘糠酸途径实现该化合物的完全降解;菌株降解正十六烷是在2个烷烃羟化酶(Alkane hydroxylase,AlkB)酶的催化下实现正十六烷的末端氧化,随后在醇脱氢酶和醛脱氢酶的作用下生成对应的脂肪酸,通过脂肪酸的Beta氧化途径实现彻底降解。