[發明專利]一種有機磷農藥降解酶突變體及其制備方法

有效

• 申請號: 201310384286.3
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN103409387A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 徐建華;胡德峰;徐卡爾·翰
• 申請（專利權）人: 紹興華泰生物科技有限公司
• 主分類號: C12N9/14
• 分類號: C12N9/14;C12N15/55;C12N15/81;C12N15/85
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 徐飛虎;徐關壽

本申請是2012年11月13日提交的、申請號為201210458400.8、發明名稱為“一種有機磷農藥降解酶突變體及其制備方法”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及基因工程領域，具體的說，涉及一種有機磷農藥降解酶突變體及其制備方法。

背景技術

有機磷農藥（organophosphorus?pesticides，OPs）是農業生產中使用最為廣泛的一大類農藥(Singh?BK.2009.Organophosphorus-degrading?bacteria:ecology?and?industrial?applications.Nature?Reviews?Microbiology.7:156-164)。自1944年德國拜耳公司首先發現有機磷具有殺蟲特性并制造出第一種殺蟲劑“l605-對硫磷”以來，有機磷作為一類高效、廣譜的殺蟲劑被廣泛應用，在很大程度上提高了農作物的產量。據統計,2010年我國農藥的總產量超過200萬噸（中華人民共和國國家統計局中國統計年鑒-2010。北京:中國統計出版社,2011:14-221），其中有機磷農藥產品占到其總量的80%。目前市場上有機磷農藥商品的種類達上百種之多,我國所廣泛使用的,包括毒死蜱、丙溴磷、乙酰甲胺磷、二嗪農和敵敵畏等殺蟲劑(巨修練,李常平2010。有機磷殺蟲劑的選擇性與安全性。農藥科學與管理。31:19-211),稻瘟凈、克瘟凈等殺菌劑的種類就達到30多種。此外,在我國經常使用的其他有機磷產品還有有機磷滅鼠劑、有機磷除草劑、生長調節劑等(張嬋,廖曉蘭2010。有機磷農藥的微生物降解技術研究進展。廣西農業科學。41:1079-10821)。大部分有機磷農藥不溶于水(樂果、敵百蟲除外)，而易溶于有機溶劑，在中性和酸性條件下穩定，不易水解，在堿性條件下因水解而失效。

有機磷農藥屬有機氯農藥的取代物，具有藥效高,品種多,防治范圍廣,成本低,比有機氯農藥容易降解,對環境的污染及對生態系統的危害和殘留均未有機氯農藥普遍和突出等優點，為增加糧食生產、防治疾病傳播作出了巨大貢獻。但是,隨著農業的發展,有機磷農藥的使用量越來越大,大量有機磷農藥殘存于水和土壤中,不僅對地表農藥殘留量超標,造成食品污染，而且通過各種途徑和地下水資源造成污染。

有機磷農藥是一種神經性毒物,在人體內長期蓄積滯留會引發慢性中毒,導致人體神經功能紊亂,發生出汗,遲鈍,神經失常和語言失常等癥狀。含有有機磷的農藥通過食物殘留等方式進入食物鏈，并在生物體中進行生物富積，從而造成致畸、致癌、致突變等危害，最終威脅到人類的生存與社會的可持續發展。因此,在日益重視環境保護能力的趨勢下,加強有機磷農藥降解方法的研究,解決有機磷農藥對環境及食物的污染問題,是人類當前迫切需要解決的問題之一。

有機磷農藥污染降解技術可分為熱降解、光降解、化學降解和生物降解。生物降解是通過生物的作用將農藥分解為無毒或低毒小分子化合物，并最終降解為水、CO₂和礦物質的過程。相對于物理、化學降解技術，生物降解具有高效、徹底、無二次污染的優勢。作物本身、微生物都能夠降解有機磷農藥殘留，但植物的降解很緩慢，周期很長，微生物由于其強大的代謝多樣性，在有機磷農藥殘留降解中具有更大的優勢。現今,用微生物或微生物源酶制劑降解殘留農藥越來越受到重視,對微生物降解有機磷農藥的研究已成為環保的一大重要課題。

有機磷農藥降解酶微生物對于農藥的降解可分為酶促和非酶促反應。所謂酶促反應是指微生物以胞內酶或分泌的胞外酶直接作用于農藥，經過一系列生理生化反應，最終將農藥完全降解或分解成分子量較小的無毒或毒性較小的化合物的過程。而非酶促形式指的是微生物通過代謝改變農藥的環境離子濃度、pH等物理、化學性質，從而間接促使降解農藥的過程。酶促反應是微生物降解農藥的主要形式。當有機磷農藥進入土壤后,微生物馬上能產生降解有機磷農藥的降解酶;另一種是微生物本身并無可降解該有機磷農藥的酶系,當農藥進入環境后,由于微生物生存的需要,微生物在適應環境的過程中基因發生重組或突變,產生新的降解酶系。