[发明专利]一种培育能够净化汽车尾气的草坪草的方法

说明书

本发明公开了一种培育能够净化汽车尾气的草坪草的方法，具体过程是：按植物表达模式优化合成来自恶臭假单胞菌的萘降解系统中从萘降解到水杨酸的全部基因，然后与CaMV35S启动子和NOS终止子组成植物表达单元，利用同尾限制性内切酶连接到同一植物表达载体，该载体通过农杆菌介导转化到草坪草中。利用本发明，使培育的草坪草能够吸收来自汽车排放尾气中的多环芳烃，使之转换为植物抗逆信号水杨酸，提高植物对汽车尾气和其他逆境环境的耐受性，种植这种转基因草坪草有利于保护公路周边的环境。

技术领域

本发明属于环境科学领域，具体涉及培育一种能够净化汽车尾气的草坪草方法，培育的草坪草可以大量种植在公路边，实现对环境污染的净化。

背景技术

草坪草在城市园林绿化中扮演着重要而独特的角色，对于平衡局部生态环境有着十分重要的意义。不但可以作为软质景观来美化环境，净化空气，其强大的呼吸和蒸腾作用还可以用来调节小气候。同时，草坪草还可以在干旱半干旱地区、公路和铁路周边用于固土护坡、涵养水源。随着国内城市化进程的加快和城市绿化标准的提高、道路建设的快速发展，草坪草的需求快速上升。

冷季型草坪草绿色期长，是园林绿化、道路建设的常用品种，但此类草坪草垂直生长量大，易遭病害，生长受高温的胁迫和极端气温的持续时间以及干旱环境的制约，需要精细的管理。草坪草根较浅，其所需水分主要通过地表灌溉获得，因此水分是制约草坪草成坪、生长及维持颜色青绿的主要环境因子，特别是在干旱、半干旱地区水资源数量有限，而且时空分布极不均匀，从而极大地限制了绿地草坪的建植，增加了保养难度。草坪灌溉用水已经成为许多城市景观设施中竞争用水的一个重要方面。另一方面草坪草褐斑病、腐霉病、镰刀菌枯萎病、锈病和德氏霉叶枯病等病害具有较强传播能力，适生性较强，对草坪草的种植构成严重的影响和威胁。

水杨酸（SA）作为植物抗病信号传导在诱导植物抗病过程中起关键作用。在病原菌侵染时，植物体内SA生物合成和信号转导增强。当植物体内 SA浓度很低时，NPR3（nonexpresser of PR genes3）和NPR4抑制SA下游基因表达，当病原菌侵染导致SA浓度升高后，NPR3/4活性被抑制，其对SA下游基因转录抑制作用被解除；另一方面，植物体内SA积累激活 NPR1转录激活活性，进一步诱导SA下游抗病相关基因表达。SA还介导植物对非生物胁迫的抗性，如SA能改变植物对重金属、热、冷、干旱、高盐等胁迫环境的适应性。SA 对植物系统获得性抗性(systemic acquired resistance, SAR)至关重要。

植物通过两条通路合成水杨酸：ICS 途径和 PAL途径。它们都起始于叶绿体，以分支酸(chorismate)为前体，并涉及多个酶促反应，但是SA生物合成主要受病原菌侵染或紫外线诱导。通过外源喷施SA能够参与调控植物对干旱的胁迫响应，0.1-1.0 mmol/L SA能增强植物对干旱胁迫的耐受能力，提高植株的耐盐性。如何提高植物体内SA整体水平，增强植物的整体抗逆性，是一项非常有意义的工作。

随着现代工农业和交通运输业的快速发展，空气、土壤和水体中的多环芳烃(PAHs)污染日益突出。多环芳烃排放源分为人为源与自然源两类，人为源种类繁多，包括化石燃料燃烧、机动车尾气排放、焦化、金属冶炼等工业过程、烹调过程、垃圾焚烧、露天烧烤、生物质燃烧等。其中2、3环低分子量多环芳烃主要来自石油类产品的泄露，代表了石油源；4-6环高分子量多环芳烃来源于化石燃料燃烧、燃煤和生物质燃烧，据调查，环境中低分子量多环芳烃萘和菲含量均占较高的比例。随着多环芳烃对环境污染的加重，其污染防治成为环境治理的迫切任务。

细菌对多环芳烃的降解取决于细菌产生加氧酶的能力。多环芳烃的最初氧化，即苯环加氧是控制PAHs生物降解反应速度的关键步骤。在多环芳烃等诱导下，细菌分泌的双加氧酶把氧加到苯环上，形成C-O 键，再经过加氢、脱水等作用使C-C键断裂，苯环数减少，产生水杨醛，水杨醛在水杨醛脱氢酶催化下产生水杨酸，水杨酸可以通过水杨酸羟化酶催化合成邻苯二酚等小分子化合物，邻苯二酚进一步分解，最终产生乙酰辅酶A，进入三羧酸循环。