上海交通大學(xué)陳捷教授團(tuán)隊揭示生防木霉降解有機(jī)磷農(nóng)藥敵敵畏的分子機(jī)理

　　高毒有機(jī)磷農(nóng)藥盡管已被普遍禁止使用，但中、低毒有機(jī)磷農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中仍被廣泛使用，目前針對中低毒農(nóng)藥對環(huán)境和人畜污染存在的潛在風(fēng)險缺乏關(guān)注[1。敵敵畏（2,2-dichlorovinyldimethyl phosphate），作為一種至今仍然在大量使用的中等毒性有機(jī)磷廣譜殺蟲劑，不適當(dāng)使用可對水體和大氣可造成污染，尤其對水產(chǎn)養(yǎng)殖，如魚類、海產(chǎn)品等毒性較高，對蜜蜂劇毒。因此，如何利用有益微生物降解環(huán)境中的敵敵畏殘留具有重要應(yīng)用價值。陳捷教授團(tuán)隊博士生孫佳楠同學(xué)為第一作者最近在國際生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域Top期刊發(fā)表最新研究成果 （Sun J, Karuppiah V, Li Y, Sivakumar P, Kumaran S, Chen J. Role of cytochrome P450 genes of Trichoderma atroviride T23 on the resistance and degradation of dichlorvos Chemosphere 290 （2022） 133173），即生防微生物深綠木霉T23中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞色素P450基因家簇具有降解敵敵畏及其中間生物的功能。

 

　　孫佳楠同學(xué)在深綠木霉T23中發(fā)現(xiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥水解酶基因TaPon1-like之后，進(jìn)一步在深綠木霉T23基因組中克隆到降解和耐受敵敵畏降解相關(guān)的39個細(xì)胞色素P450基因，這些基因編碼的細(xì)胞色素P450蛋白分布于21個集團(tuán)下的29個家族，其中與初級代謝相關(guān)的細(xì)胞色素P450基因有4個，與次級代謝相關(guān)的細(xì)胞色素P450基因有14個，與外源性物質(zhì)代謝相關(guān)的P450基因有21個。通過熒光定量PCR的方法分析了與外源性物質(zhì)代謝相關(guān)的P450基因在敵敵畏誘導(dǎo)0 h、2 h、6 h、24 h和48 h后，21個基因的表達(dá)變化呈7種表達(dá)模式；在100 μg/mL、300 μg/mL、500 μg/mL和1000 μg/mL敵敵畏誘導(dǎo)24 h后，TaCyp548、TaCyp620、TaCyp52、TaCyp528和TaCyp504家族下的8個細(xì)胞色素P450基因的相對表達(dá)量較對照組至少上調(diào)表達(dá)1倍以上。同時發(fā)現(xiàn)TaCyp548-2屬于脂肪酸代謝的ω-羥化酶，可將敵敵畏降解中間產(chǎn)物2,2-二氯乙醇進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物2,2-二氯乙醇醋酸酯TaCyp548-2，并能正調(diào)控乙酸、丙酸、異丁酸和二丁酸等低分子有機(jī)酸的形成，證明了這些小分子有機(jī)酸可促進(jìn)敵敵畏降解中間產(chǎn)物2,2-二氯乙醇的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。論文鏈接https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133173。