一种酰胺酶基因及其编码的蛋白在降解敌稗方面的应用

本发明属于生物修复和酶催化反应。更具体地，涉及一种酰胺酶基因及其编码的蛋白在降解敌稗方面的应用。

背景技术：

1、敌稗（propanil）是全球广泛使用的禾本科杂草除草剂，其通过抑制杂草光系统ii的电子传递，引起叶片褪绿黄化，最终导致杂草坏死。由于敌稗具有除草谱广、见效快、对水稻安全性较高等优点，至今仍是水稻种植区使用量最大的除草剂品种之一。

2、然而，敌稗的大量不合理施用已引发严峻的环境与生态安全问题。敌稗在水田中施用后，极易随地表径流和渗漏迁移，造成地表水、地下水及土壤的复合污染，并对多种水生生物产生严重的急性毒性。已有研究检测到灌溉水中敌稗的浓度高达3600 μg/l，远超水环境中敌稗的允许最大浓度（1 mg/l）。欧洲食品安全局的安全评估报告指出，敌稗对食草性鸟类具有高急性风险，在一定浓度范围内可对哺乳动物和鱼类产生毒性效应，并可对人类免疫系统造成不良影响；其急性中毒所引发的高铁血红蛋白血症严重时可致人死亡。因此，如何高效、安全地清除农业环境中的敌稗残留，已成为当前农药残留治理和生态环境保护领域亟待解决的重要问题。

3、目前，在农药残留治理的诸多策略中，微生物降解因具有环境友好、成本低廉及可持续性强等优势，被公认为最具应用前景的技术途径。微生物对农药的降解本质上依赖于其体内特定酶的催化水解反应。因此，挖掘能够高效水解敌稗酰胺键的新型酰胺酶，对于开发敌稗残留的绿色生物修复技术具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种新型酰胺酶基因arfp及其编码的酰胺酶arfp，该酶能够特异性降解敌稗，可高效地清除农业环境中的敌稗残留，为敌稗污染环境的生物修复提供新的酶学工具。

2、本发明的第一个目的是提供一种酰胺酶arfp。

3、本发明的第二个目的是提供一种多核苷酸。

4、本发明的第三个目的是提供一种表达载体。

5、本发明的第四个目的是提供一种酰胺酶arfp蛋白表达菌株。

6、本发明的第五个目的是提供上述酰胺酶arfp、上述多核苷酸、上述表达载体或上述酰胺酶arfp蛋白表达菌株的应用。

7、本发明的第六个目的是一种用于降解敌稗的产品。

8、本发明的第七个目的是一种降解敌稗的方法。

9、本发明上述目的通过以下技术方案实现：

10、本发明提供一种酰胺酶arfp，其氨基酸序列如seq id no.2所示。

11、作为一种可选择的实施方案，上述酰胺酶arfp的制备方法为，将编码上述酰胺酶arfp的核苷酸序列克隆到原核表达载体中，构建重组原核表达质粒，再将所述重组原核表达质粒导入原核表达系统进行表达，得到所述酰胺酶arfp。

12、具体地，所述原核表达载体为pet-28b。

13、具体地，所述原核表达系统为大肠杆菌。

14、本发明提供一种多核苷酸，所述多核苷酸包括编码上述酰胺酶arfp的核苷酸序列。

15、作为一种可选择的实施方案，所述多核苷酸的核苷酸序列如seq id no.1所示。

16、本发明提供一种表达载体，包含上述多核苷酸。

17、本发明提供一种酰胺酶arfp蛋白表达菌株，包含上述多核苷酸或上述表达载体。

18、本发明从潘多拉菌中克隆得到一种酰胺酶，其氨基酸序列如seq id no.2所示，该酶具有显著降解敌稗的能力，可应用于清除环境中敌稗残留。因此，本发明要求保护如下应用方案：

19、上述酰胺酶arfp或上述酰胺酶arfp蛋白表达菌株在降解敌稗或修复敌稗污染的环境中的应用。

20、上述酰胺酶arfp、上述多核苷酸、上述表达载体或上述酰胺酶arfp蛋白表达菌株在制备降解敌稗的产品中的应用。

21、上述酰胺酶arfp、上述多核苷酸、上述表达载体或上述酰胺酶arfp蛋白表达菌株在制备敌稗污染环境修复产品中的应用。

22、本发明提供一种用于降解敌稗的产品，包含上述酰胺酶arfp或上述酰胺酶arfp蛋白表达菌株。

23、本发明提供一种降解敌稗的方法，利用上述酰胺酶arfp或上述产品进行处理。

24、本发明具有以下有益效果：

25、本发明从潘多拉菌（

pandoraea pnomenusa）中克隆并鉴定了一种新型酰胺酶基因arfp，并通过pet-28b/

e. coli bl21(de3)原核表达系统成功获得了具有生物活性的重组酰胺酶arfp蛋白。本发明的酰胺酶arfp对酰胺类除草剂敌稗表现出优异的催化降解活性。实验结果表明，酰胺酶arfp与敌稗反应16 h后，反应体系中敌稗含量显著降低，降解率高达83.78%。

26、本发明提供的酰胺酶arfp及其表达菌株可广泛应用于敌稗污染环境的生物修复，包括受敌稗污染的农田土壤、灌溉水体及地下水等。利用该酶或其表达菌株进行处理，可有效降低环境中敌稗残留水平，为绿色农产品生产与生态安全保护提供了一种安全、高效的生物修复新工具，具有良好的应用前景与推广价值。

1.一种酰胺酶arfp，其特征在于，其氨基酸序列如seq id no.2所示。

2.一种多核苷酸，其特征在于，所述多核苷酸包括编码权利要求1中所述酰胺酶arfp的核苷酸序列。

3.根据权利要求2所述多核苷酸，其特征在于，所述多核苷酸的核苷酸序列如seq idno.1所示。

4.一种表达载体，其特征在于，包含权利要求2或3所述多核苷酸。

5.一种酰胺酶arfp蛋白表达菌株，其特征在于，包含权利要求2或3所述多核苷酸或权利要求4所述表达载体。

6.权利要求1所述酰胺酶arfp或权利要求5所述酰胺酶arfp蛋白表达菌株在降解敌稗或修复敌稗污染的环境中的应用。

7.权利要求1所述酰胺酶arfp、权利要求2或3所述多核苷酸、权利要求4所述表达载体或权利要求5所述酰胺酶arfp蛋白表达菌株在制备降解敌稗的产品中的应用。

8.权利要求1所述酰胺酶arfp、权利要求2或3所述多核苷酸、权利要求4所述表达载体或权利要求5所述酰胺酶arfp蛋白表达菌株在制备敌稗污染环境修复产品中的应用。

9.一种用于降解敌稗的产品，其特征在于，包含权利要求1所述酰胺酶arfp或权利要求5所述酰胺酶arfp蛋白表达菌株。

10.一种降解敌稗的方法，其特征在于，利用权利要求1所述酰胺酶arfp或权利要求9所述产品进行处理。