揭示水平基因转移机制的Serratia marcescens GBS19几丁质酶基因及其高效桃蚜生物防治潜力

为解决农业害虫管理中可持续性和环境友好问题，来自未知机构的研究人员开展了Serratia marcescens chiA基因的克隆、表达与活性研究。结果显示，重组chitinase对Myzus persicae具有强杀虫活性（LD50为15.8 ppm），并通过比较基因组分析揭示了水平基因转移（HGT）事件。该研究凸显了重组几丁质酶作为生物防治剂的巨大潜力，为可持续农业和基因进化机制提供了新见解。

　　微生物王国蕴藏着丰富多样的酶类宝藏，其中几丁质酶(Chitinase)能精准降解昆虫外骨骼和真菌细胞壁的关键组分几丁质(chitin)，为农业害虫和病原体管理提供绿色解决方案。本研究聚焦于从粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)菌株GBS19中分离的chiA基因，该基因经多基因座测序和核糖体DNA分析鉴定，通过PCR扩增、克隆到表达载体，并成功表达为重组蛋白。纯化后的Chitinase酶（采用His-tag亲和层析技术）在40°C和pH 5条件下展现最佳活性，对桃蚜(Myzus persicae)显示出强力杀虫效果，其半数致死剂量LD₅₀仅为15.8 ppm。借助MUMMER4和MAUVE工具的比较基因组分析，揭示了参考菌株与GBS19间的水平基因转移(HGT)事件和基因组重排现象；重组酶与参考序列相似度高达98.4%，突显了其进化保守性。分子对接研究证实，酶与几丁质单体间存在-5.74 kcal/mol的强结合亲和力，并通过模拟几丁质层互作实验进一步支持。此外，利用蛋白质AI工具预测了关键突变点，以提升酶稳定性和活性，为未来定点诱变研究铺路。这项探索不仅彰显了S. marcescens Chitinase作为高效生物防治武器的潜力，还阐明了重组DNA技术在可持续农业中的核心作用，同时揭示了基因通过HGT和突变事件的适应性进化奥秘。