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咪唑乙烟酸(Imazethapyr),属于咪唑啉酮类除草剂,主要用于旱田作物,如大豆等,防除一年生和多年生禾本科及阔叶、莎草科杂草等。该除草剂属于ALS抑制剂,因其活性高、选择性强、杀草谱广、毒性低等突出优点,成为开发高效除草剂的重要领域,与此同时也成为了较为广泛使用的农田除草剂。但是由于该除草剂属于长残留除草剂,其长期大量重复使用,因此往往对后茬作物产生药害,严重影响产量,甚至导致绝产,并且破坏了土壤生态系统和资源可持续利用。因此如何解决长残留除草剂对后茬作物的要害问题成为当前面临的重大难题,目前解决问题的方法大致有两种：一是通过微生物降解土壤中残留的除草剂来缓解被过度污染的土壤环境；二是通过培育抗除草剂转基因作物用以缓解残留除草剂对下茬作物的危害。本研究首次筛选得到一株高抗咪唑乙烟酸的巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium))通过系统构建了该菌株的基因组文库,对筛选得到了抗性候选基因进行了表达研究,并探讨了候选基因蛋白的结构特性。本研究结果如下：1.成功将一株抗咪唑乙烟酸浓度高达7500ppm的细菌从生产咪唑乙烟酸工厂排污口的污泥中筛出,命名为T-1。通过构建其系统进化树分析,将T-1鉴定为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。其对数生长期为12-24h,最适生长温度为36℃,最适pH值为6.0。2.通过酶切基因组DNA,连接pACYC184载体,构建该菌株的基因组文库,根据平均插入片段(约2.5kb)和文库的总容量(约8900个克隆子)计算,此文库覆盖了约2225Mb的基因组序列,按照巨大芽孢杆菌菌株基因组4Mb的大小估算,此文库约覆盖了巨大芽孢杆菌基因组的556倍,符合建库标准。3.将文库筛选至咪唑乙烟酸浓度为15000ppm时,获得一个候选基因BM-1,长度为1293bp,酶切该片段测序后,重新转入BL21后,成功诱导表达该基因蛋白；蛋白表达量为45kDa,符合该片段大小；对含有候选基因的大肠杆菌BL21进行咪唑乙烟酸抗性的功能验证,结果使大肠杆菌对咪唑乙烟酸的抗性从原来7500ppm提高到15000ppm,远高于空质粒阴性(7500ppm)对照,这说明候选基因BM-1能够明显提高受体菌株对咪唑乙烟酸的抗性。4.对候选基因序列编码的氨基酸进行分析与预测,研究表明：候选基因BM-1核苷酸序列长度为1293bp,其编码430个氨基酸,其中亮氨酸(Leu)含量最高为19.3%,其次脯氨酸(Phe)与色氨酸(Ser)均为8.1%,含量最低为蛋氨酸(Met),仅为0.9%；分子式为C2322H3566N624O610S15,理论分子量是50.4645kDa,GC含量为53%；理论等电点(pI)：8.60,通过亲疏水性分析,该蛋白亲水性为0.062>0,属于亲水蛋白；通过二级结构与卷曲结构域预测,发现该蛋白a-螺旋有347处螺旋率为20.3%,β-折叠有396处折叠率为22.5%：通过三级结构预测结果发现候选基因各个结构域的中心是一个2股B-折叠,其周围有几个a-螺旋。