嗜麦芽窄食单胞菌GP-1通过C-P裂解酶途径降解草甘膦的机制研究

研究人员针对草甘膦生物降解途径的机制问题，通过嗜麦芽窄食单胞菌GP-1菌株展开研究。采用薄层色谱和LC-MS/MS技术检测到肌氨酸和甘氨酸，证实C-P裂解酶途径的存在，同时发现关键中间产物AMPA缺失。通过PCR和基因组测序鉴定出完整phn操纵子和sox基因，qRT-PCR显示phnJ基因在缺磷条件下表达量提升10倍。该研究首次在嗜麦芽窄食单胞菌中发现C-P裂解酶通路，为环境磷循环调控提供新见解。

　　

在细菌王国里，草甘膦(Glyphosate)的降解暗藏玄机，主要通过两条神秘路径：氨基甲基膦酸(AMPA)通路和碳-磷(C-P)裂解酶途径。嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)GP-1这个微生物界的"清道夫"引起了科学家注意。薄层色谱和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)联用技术揭露了有趣现象——在菌体无细胞提取物中，肌氨酸(Sarcosine)和甘氨酸(Glycine)这两个"分子指纹"清晰可见，而AMPA却神秘失踪，这直接指向了C-P裂解酶的特异性作用。

研究人员像侦探般追踪分子线索，测得0.4单位的C-P裂解酶活性，通过磷酸根(P_i)释放量锁定其工作效率。基因层面的调查更令人振奋：PCR扩增出预期大小的C-P裂解酶组件基因片段，全基因组测序则完整捕获了phn操纵子和sox基因这两个"关键证人"。实时定量PCR(qRT-PCR)技术展现的基因表达图谱尤为精彩——在磷酸盐饥饿状态下，phnJ基因表达量飙升10倍，而sox基因则保持5.5倍的稳定表达，揭示了环境磷酸盐通过phn操纵子与Pho调节子的精妙互动来调控草甘膦代谢的分子密码。

这项研究首次在嗜麦芽窄食单胞菌中破译了C-P裂解酶途径的存在证据，为理解环境微生物如何"消化"这种广泛使用的除草剂提供了全新视角，也为开发生物修复技术点亮了明灯。