具有高效降解地塞米松能力的伯克霍尔德菌CQ001株的分离及功能基因组学分析

目的 研究细菌对地塞米松类甾体激素的降解作用及其分子机制,为构建清除水环境医源性地塞米松类药物污染的工程菌奠定基础.方法 采用富集培养法从医院废水中分离降解地塞米松的细菌,采用固相萃取-高效液相色谱(HPLC)法检测细菌对地塞米松的降解效能,通过16S rDNA序列测定进行鉴定.用Illumina Hiseq4000结合第三代测序技术对降解菌的全基因组测序,并进行序列组装、注释和分析,对降解地塞米松相关基因进行RT-qPCR验证.结果 分离到1株对地塞米松有较高降解作用的细菌,经鉴定属于伯克霍尔德菌属(Burkholderia),命名为Burkholderia sp.CQ001.该菌对地塞米松磷酸钠及地塞米松的降解率分别为84.8％和77.11％.全基因组测序表明Burkholderia sp.CQ001包含2条染色体和4个巨型质粒,与代谢相关基因大部分集中在2号染色体上,共3 260 157 bp.生物信息学分析表明,该菌含有甾体代谢通路中许多重要酶类的编码基因,其中与地塞米松降解相关的有ABC转运子,3-甾酮-9 α-脱氢酶等,这些基因在以地塞米松磷酸钠为碳源的培养条件下表达量不同程度地高于以蔗糖为碳源的培养条件.结论 Burkholderia sp.CQ001是一株具有强大的代谢功能和代谢途径丰富的细菌,具有降解地塞米松类甾体激素的性能,该菌株为后续研究甾体激素的降解机制和构建清除水环境医源性地塞米松类药物污染的工程菌提供了菌种.