[发明专利]一种源于嗜酸乳杆菌的NFSAI基因及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于作物遗传育种领域，具体涉及一种来源于嗜酸乳杆菌的NFSAI基因及其制备方法和应用。

背景技术

2，4，6-三硝基甲苯（TNT）是一种广泛应用的炸药，具有高毒性和致变性，它可通过呼吸系统、消化系统及皮肤而进人生物体内，导致血相改变、紫绀、白内障、正铁血红蛋白血症和中毒性肝炎等。由于土壤对TNT有很强的吸附作用，因而如果废水中的TNT不经过处理直接排放，TNT就会很快渗入地下，积存于土壤中，将严重危害环境。TNT对水体和土壤环境的污染早已受到重视。当水中TNT的含量达1mg/L时，鱼类就会死亡；TNT进入土壤，会与土壤中的几种主要化合物作用，使土壤中有机质的浓度增高，因此，它对环境造成深远危害。

由Rodgers提出用于TNT生物整治的物理化学处理方法是焚烧，是当前最有效的方法，但是用于土壤污染的治理是昂贵的，因为焚烧要挖掘土壤、运输和耗能，耗资较大。对液体污染物中的TNT的治理已提出几项技术，如生化法与物化法组合而发展起来的一类相关技术，首先在处理炸药废水方面取得了良好的效果，这些工艺包括碱水解后用生化处理、含粒状活性炭的厌氧流化床、臭氧氧化再加生化法、温热腐烂、光催化法、光催化与厌氧的结合、颗粒铁法等。同时，用于处理TNT污染的土壤的几种以生物为基础的技术也发展起来。

生物修复的基础是自然界中微生物对污染物的生物代谢作用，因此早期的生物修复主要指微生物修复，微生物修复已经发展出一系列技术：如现场处理、就地处理和生物反应器。生物法降解NTT废水的研究主要集中在TNT的降解细菌种类，降解途径及降解工艺三方面。目前已发现的、能降解TNT废水的细菌主要是白腐真菌(phaneorhcaeetchyrsosporium)。张景来，常冠钦等人就时间、温度、pH值、木质素用量等因素研究了白腐真菌降解TNT炸药废水的影响。结果表明，当反应时间为48h，生化温度为15℃，HP值为5，木质素投加量为3g时，TNT废水的CODcr去除率为99%【张景来等，中国矿业大学学报，2001,30（2）：161-164】。何德文，肖羽堂等利用白腐真菌生化降解两种生物难降解的有机废水，实验结果表明，白腐真菌对生物难降解的TNT炸药废水和分散染料废水有着良好的降解性能，显示出广阔的应用前景【何德文等，工业水处理，2000,20（3）：16-18】。

对TNT的降解途径，其中一种说法是硝基先被还原成氨基，然后转变成氨基二硝基甲苯和二氨基硝基甲苯，并缩合成四硝基偶氮甲苯等产物。Kaplan提出了模拟堆肥系统中TNT生化转移的途径【Kaplan et al.,Environ Microbio,1982,44(3):757-760】。而Spanggord提出了TNT生化降解中间产物为2-氨基4，6-二硝基苯甲酸，他提出的降解途径认为苯环未被打开，并在实验中检测到了Kaplan未提到的二硝基苯酚和二硝基苯胺等化合物【Spanggord,AD-A138550,1983】。与此同时，MCormick等人还提出了2，4-DNT的生化降解途径：2，4-二硝基甲苯的一个硝基还原为亚硝基，进而还原成肪，然后缩合成二硝基氧化偶氮甲苯之类的化合物或还原成氨基硝基甲苯，后者再进一步降解为2，4-二氨基甲苯，如果再降解，则得氨基苯衍生物【Mc Cormick,Environ Microbiol,1978,35(5):945-948】。

利用植物治理土壤污染是一类节能且对环境相对安全的方法。和微生物修复相比，植物修复更适应原地修复，它具有修复面积大、投资少、不破环场地结构、不引起地下水二次污染等优点，在对重金属和有机污染物的处理中已显示出明显的有效性，有的已经达到野外应用的水平。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种源于嗜酸乳杆菌的NFSAI基因及其制备方法和应用，将该NFSAI基因转化植物，进而提高转基因植物降解TNT的能力。

因此，本发明所要解决的技术问题之一，在于提供一种源于嗜酸乳杆菌的NFSAI基因。

本发明所要解决的技术问题之二，在于提供所述源于嗜酸乳杆菌的NFSAI基因的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三，在于提供所述源于嗜酸乳杆菌的NFSAI基因在提高植物降解TNT中的应用，及在培育提高植物降解有机物污染中的应用。即将所述来自嗜酸乳杆菌的NFSAI基因转化到植物中，并对该转基因植物进行功能验证，证明它具有提高植物对TNT的修复能力，进而可应用于培育提高植物降解有机物污染的技术领域。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：