中文摘要：

如何控制蓝藻水华污染和高效去除微囊藻毒素（MC）是摆在我国乃至世界面前的一个亟待解决的环境科学难题。本申请项目在国内率先筛选出能够高效降解MC的微生物菌种（Ralstonia solanacearum，简称RS菌），并发现了新的RS菌酶催化降解MC-RR和LR途径的基础上，通过分离纯化的MC降解酶对底物MC和线型MC催化降解的不同阶段，研究不同降解酶在降解MC途径中发挥的作用，确定至少2种RS菌降解MC酶的氨基酸组成。采用分子生物学实验的手段和方法，通过含降解基因质粒的克隆、亚克隆和在大肠杆菌中的表达，建立RS菌基因信息文库和开放阅读框。通过携带不同降解基因质粒的大肠杆菌对底物MC和线型MC酶催化降解的不同阶段，确定至少2种降解基因的功能和核苷酸组成序列。为发展生物降解理论作出贡献，同时为采用生物高技术提高RS菌降解MC能力的应用奠定重要的理论基础。

结论摘要：

蓝藻水华污染在我国和世界都呈现明显的上升趋势，其最重要危害之一是产生并释放以微囊藻毒素 (microcystins, MCs) 为主的多种藻毒素，是全球尚未得到解决的重大环境科学难题之一。因为MCs具有单环七肽结构，非常稳定，传统的物理化学方法对饮用水中MCs的去除几乎没有作用，一般的微生物多肽分解酶也不能降解MCs，对此本研究在国内率先筛选出了2株能够高效生物降解MCs的微生物纯菌种Ralstonia solanacearum (简称RS菌)和食酸戴尔福特菌（Delftia acidovorans，简称DA菌）的基础上，重点在微生物酶催化降解MCs的酶和基因方面进行了研究。结果表明至少有3种基因（mcA,mcB，mcC）表达的酶负责催化降解MCs:mcA负责断裂MCs环上Adda与精氨酸的肽键，使环状MCs变成线型MCs作为中间产物，mcB和C负责将线性MCs进一步降解为小肽。另外，推测还有第4个基因表达的酶负责MCs的吸收。此研究在基础研究的应用研究方面都具有非常重要的意义。