[發明專利]一株高產吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株及其構建方法和應用

有效

• 申請號: 202011026544.7
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112126611B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 劉開泉;李玲;王瑞明;王騰飛;李丕武
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/78;C12P17/12;C12R1/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 宋海海

本發明提供一株高產吩嗪?1?羧酸的基因工程菌株及其構建方法和應用，屬于基因工程技術領域。本發明以相對安全的綠針假單胞菌Qlu?1為出發菌株，通過基因工程技術從Qlu?1菌株基因組中敲除phzO基因以及雙元調控相關基因和中心碳代謝途徑調控基因等，并構建相應基因工程菌株，從而使得吩嗪?1?羧酸的產量大幅提高，能夠更加有效用于生物防治。經試驗驗證，基因工程菌株QPCA?7具有最佳效果，其PCA產量高達7854mg/L，且生長性能良好，因此具有良好的實際應用之價值。

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域，具體涉及一株高產吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株及其構建方法和應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

化學農藥污染嚴重，不可持續發展，生物農藥是一類很好的替代品，與化學農藥相比，生物農藥具有毒性低、對環境友好和不易產生抗藥性等明顯優勢，已經吸引了越來越多學者的關注并逐漸應用到生物防治實踐當中。其中，上海交通大學許煜泉課題組率先利用銅綠假單胞菌株M18開發出了具有廣譜、高效、安全和能有效控制真菌性根腐和莖腐的生物農藥吩嗪-1-羧酸(phenazine-1-carboxylic acid，簡稱PCA，CAS號為2538-68-3)，定名為“申嗪霉素”，主要用于防治水稻紋枯病、小麥赤霉病、黃瓜和西瓜的枯萎病、甜瓜蔓枯病、辣椒根腐病等，2011年被中國農業部授予農藥證書，并被命名為“申嗪霉素”。

目前吩嗪-1-羧酸生產方法雖有化工方法，但條件苛刻，并且向環境釋放有毒有害物質，所以主要由假單胞菌中的銅綠假單胞菌生產，但銅綠假單胞菌則是目前醫院中一種比較常見的機會致病菌，并不太適合作為生產菌株來推廣應用。

發明內容

為了克服上述技術問題，本發明提供一株高產吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株及其構建方法和應用。本發明以相對安全的綠針假單胞菌為出發菌株，通過基因工程技術在其基因組上敲除具有負調控作用的雙元調控相關基因和中心碳代謝途徑調控基因等，使得PCA產量由初始408mg/L提升至7854mg/L，從而為PCA的大規模生產奠定重要基礎。

為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明的第一個方面，提供一株高產吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株，具體是敲除綠針假單胞菌(Pseudomonas chlororaphis)Qlu-1及其衍生物基因組中的phzO基因、lon基因、rsmE基因、psrA基因、parS基因、rpeA基因和pykF基因中的一個或多個即得。

其中，所述綠針假單胞菌(Pseudomonas chlororaphis)Qlu-1是一株篩選自中國濰坊蔬菜大棚菜椒根際的綠針假單胞菌，經測序得知含有phzABCDEFG基因簇，以及吩嗪類的修飾基因phzO，可以產生吩嗪-1-羧酸以及2-羥基吩嗪。該菌株已送至中國典型培養物保藏中心(地址：湖北省武漢市武昌珞珈山武漢大學)，保藏日期為2020年05月08日，保藏編號為CCTCC NO：M 2020108。

優選的，所述高產吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株，具體是敲除綠針假單胞菌(Pseudomonas chlororaphis)Qlu-1及其衍生物基因組中的phzO基因、lon基因、rsmE基因、psrA基因、parS基因、rpeA基因和pykF基因。

本發明的第二個方面，提供上述高產吩嗪-1-羧酸的基因工程菌株的構建方法，所述方法包括：

敲除綠針假單胞菌(Pseudomonas chlororaphis)Qlu-1及其衍生物基因組中的phzO基因、lon基因、rsmE基因、psrA基因、parS基因、rpeA基因和pykF基因中的一個或多個即得。

本發明的第三個方面，提供上述基因工程菌株在生產吩嗪-1-羧酸中的應用。