本發(fā)明涉及來源于小麥的磺胺甲惡唑降解酶及其應(yīng)用，屬于植物污染物降解領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、磺胺甲惡唑(smx)是一種磺胺類廣譜抗生素，目前smx被廣泛應(yīng)用于治療各種細菌感染。但smx不能被生物體完全代謝，其可隨排泄物進入廢水、農(nóng)業(yè)徑流和水環(huán)境從而污染環(huán)境。目前研究表明，地表水中smx濃度為0.47mgl-1,地下水中smx濃度為高達0.48mg?l-1。隨著人口增長和全球氣候變化的加劇，為滿足公民、工業(yè)和農(nóng)業(yè)的需求，含smx的多種水源被用于農(nóng)業(yè)灌溉及生活用水，因此其存在污染環(huán)境和食品的潛在風(fēng)險。2017年國際癌癥研究機構(gòu)公布的致癌物清單初步整理，smx名列3類致癌物清單中。

2、植物對抗生素具有富集降解的功能，因此，植物已被應(yīng)用于各種環(huán)境污染物的去除，如有機污染物、重金屬及抗生素等，如水葫蘆、蒲草和蘆葦?shù)葷竦刂参锒伎煞e累、降解磺胺類抗生素。但研究也表明植物在降解磺胺類抗生素的同時，抗生素對植物的生長發(fā)育也有不可忽視的影響。如kong，li等表明smx可抑制苜蓿、擬南芥和黃瓜等作物的生長，光合作用。迄今為止，smx的植物毒性作用主要在動物和模式植物中進行了研究。存在于灌溉水和土壤中的smx對糧食作物污染也存在安全隱患。糧食作物作為世界人口的主要食物，和人類的健康息息相關(guān)，但目前不僅沒有明確的農(nóng)作物生長的smx安全濃度標(biāo)準(zhǔn)，也無smx在糧食作物中的累積降解機理研究。因此smx的糧食作物的安全風(fēng)險更需要被評估。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是明確來源于小麥的磺胺甲惡唑降解酶及其應(yīng)用，為評價smx對農(nóng)作物的毒害效應(yīng)提供科學(xué)依據(jù)，也為植物降解環(huán)境smx的應(yīng)用提供理論參考。

2、本發(fā)明提供了pod酶在降解磺胺甲惡唑中的應(yīng)用。

3、在一種實施方式中，所述應(yīng)用是降解非動物體內(nèi)環(huán)境中的磺胺甲惡唑。

4、在一種實施方式中，所述應(yīng)用是在植物中表達所述pod酶，以降解磺胺甲惡唑污染。

5、在一種實施方式中，所述pod酶的編碼基因如seq?id?no.1～4任一所示。

6、在一種實施方式中，所述植物包括但不限于小麥。

7、本發(fā)明還提供了所述pod酶在抵抗磺胺甲惡唑污染并促進植物生長方面的應(yīng)用。

8、在一種實施方式中，所述促進植物生長包括但不限于：促進種子萌發(fā)、增加根長、增加芽長、增加植株鮮重。

9、在一種實施方式中，所述植物包括但不限于農(nóng)作物。

10、在一種實施方式中，所述植物為小麥。

11、在一種實施方式中，所述磺胺甲惡唑的濃度≥0.1mg/l。

12、在一種實施方式中，所述磺胺甲惡唑的濃度為0.1～5mg/l。

13、有益效果：

14、(1)本發(fā)明使用不同濃度的smx處理小麥種子，評估smx對小麥生長毒性效應(yīng)。測定小麥對smx的降解能力，鑒定小麥降解smx的關(guān)鍵基因pod，闡明smx對小麥生長的影響及小麥降解smx的關(guān)鍵基因。本發(fā)明明確了smx對小麥幼苗萌發(fā)、生長及物質(zhì)積累有一定的影響，同時明確了小麥有降解smx的能力，完成了小麥降解smx的關(guān)鍵基因pod的功能驗證。

15、(2)本發(fā)明還將所述pod基因在大腸桿菌中重組表達，將pod酶用于體外環(huán)境下的smx降解。

16、本發(fā)明為評價smx對農(nóng)作物的毒害效應(yīng)提供了科學(xué)依據(jù)，也為植物降解環(huán)境smx的應(yīng)用提供了理論參考。

技術(shù)特征：

1.pod酶在降解磺胺甲惡唑中的應(yīng)用，其特征在于，所述pod酶的編碼基因如seqidno.1～4所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，在植物中表達所述pod酶。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，其特征在于，所述植物包括但不限于小麥。

4.pod酶在抵抗磺胺甲惡唑污染并促進植物生長方面的應(yīng)用，其特征在于，所述pod酶的編碼基因如seq?id?no.1～4所示。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述促進植物生長包括但不限于：促進種子萌發(fā)、增加根長、增加芽長、增加植株鮮重。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，所述植物包括但不限于農(nóng)作物。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，所述植物為小麥。

8.根據(jù)權(quán)利要求4～7任一所述的應(yīng)用，其特征在于，所述磺胺甲惡唑的濃度≥0.1mg/l。

9.根據(jù)權(quán)利要求4～7任一所述的應(yīng)用，其特征在于，所述磺胺甲惡唑的濃度為0.1～1mg/l。

10.一種降解磺胺甲惡唑的方法，其特征在于，將pod酶與環(huán)境中的磺胺甲惡唑接觸；所述pod酶的編碼基因如seq?id?no.1～4所示。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了來源于小麥的磺胺甲惡唑降解酶及其應(yīng)用，屬于植物污染物降解領(lǐng)域。本發(fā)明鑒定了小麥種降解SMX的關(guān)鍵基因POD，所述POD基因的編碼序列如SEQ?ID?NO.1、SEQ?ID?NO.2、SEQ?ID?NO.3或SEQ?ID?NO.4所示。本發(fā)明還將所述POD基因在大腸桿菌中重組表達，將POD酶用于體外環(huán)境下的SMX降解。本發(fā)明為評價SMX對農(nóng)作物的毒害效應(yīng)提供了科學(xué)依據(jù)，也為植物降解環(huán)境SMX的應(yīng)用提供了理論參考。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧禹,徐沙,鄭志萍,柴麗娟,周勝虎
受保護的技術(shù)使用者：江南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9