以生物农药-申嗪霉素的主要成分吩嗪-1-羧酸(PCA)为碳源和氮源,从农作物根基土壤中筛选出能降解PCA的菌株,以13C和15N标记的PCA为添加物,通过同位素示踪法研究PCA的降解产物,确定PCA的降解途径。从这些菌株中分离出催化降解反应的关键酶,研究其生化特性。在此基础上,通过抑制酶活性的方法来降低PCA的降解速度。该研究为增强申嗪霉素的防治效果提供了一条新的途径,同时,对PCA降解途径的研究
本研究以吩嗪-1-羧酸(PCA)为唯一碳氮源,从辣椒根际土壤中初步分离到了96株能降解PCA的菌株。通过16S rDNA PCR扩增产物的限制性酶切分析( ARDRA),将这96株菌株分为16种类型。进一步的筛选得到了一株能够高效降解PCA的菌株。经传统生理生化检测和16S rDNA序列测定,该菌株被命名为鞘氨醇单胞菌DP58。通过正交试验设计,以不同温度、pH值、摇床转速的组合确定影响该菌株降解PCA的主要因素为pH值,其次是温度。利用HPLC制备出PCA的两种主要降解产物,然后再通过液质联用、气质联用和核磁共振氢谱鉴定为4-羟基-1-(2-羧基苯基)-2-氰基-2-氮杂环丁烯(HPAEC)和4-羟基-1-(2-羧基苯基)-2-氰基氮杂环丁烷(HPAC)。根据以上的降解产物,对降解PCA的途径进行了推测。确定PCA水化酶是降解过程中的关键酶。另外还研究了该菌株对PCA的结构类似物吩嗪的降解,发现鞘氨醇单胞菌DP58很难降解吩嗪。以上研究为PCA的基团修饰以增强申嗪霉素的防治效果提供了理论依据,同时,对PCA 的环境可能造成的影响,对合理推广使用申嗪霉素,具有重要的意义。