《尼古丁高效降解微生物及其基因资源的挖掘与应用》

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该项目所属科学技术领域:生物技术领域。

该项目主要内容和特点:

尼古丁是烟草生物碱的主要成分,中国烤烟中尼古丁含量普遍偏高,尤其是上部烟叶更加明显,这不但影响了上部烟叶的质量,而且影响上部烟叶的使用。国内上部烟叶库存积压严重,严重制约了上部烟叶销售。国内外对降低上部烟叶中尼古丁含量研究主要集中在利用栽培措施、物理方法等技术降低上部烟叶中尼古丁含量,如施肥、过滤、打孔稀释、烟草薄片等。该研究成果利用分离获得的具有自主知识产权的尼古丁降解微生物降解上部烟叶中的尼古丁,提高上部烟叶的等级,具有重要的经济效益、社会效益和生态效益。主要创新点如下:

(1)自主分离获得了29株尼古丁降解菌株,尼古丁降解率都在70%以上,其中13株菌株降解率达到95%以上。菌种鉴定表明,尼古丁降解菌分别属于节杆菌属、假单胞菌属、中间苍白杆菌属和根癌农杆菌属。在中国典型培养物保藏中心保藏5株,申请国家发明专利5项。具有较高尼古丁降解率的多种微生物菌株的发现为降低上部烟叶中尼古丁含量提供了微生物菌种资源。

(2)首次完成根癌土壤杆菌SCUEC1菌株全基因组测序,分析获得尼古丁降解代谢相关基因,并对尼古丁降解代谢相关基因进行克隆和表达,推测出根癌土壤杆菌SCUEC1菌株的尼古丁代谢途径。尼古丁降解基因的克隆和表达为降低上部烟叶中尼古丁含量提供新途径。

(3)首次建立了利用微生物降低上部烟叶中尼古丁含量的企业标准,制定并实施了《降低烟叶尼古丁微生物功能菌使用技术规程》企业标准,为利用微生物降低上部烟叶中尼古丁含量的推广应用提供了技术规范。将尼古丁降解微生物处理上部烟叶,有效降低上部烟叶中尼古丁含量,接近烤烟尼古丁含量指标准,提高了上部烟叶的等级,增加烟叶种植户的收入。

该项目应用推广情况:

该项目研究成果通过湖北省科技厅组织的科技成果鉴定,成果鉴定结论为该项目达到国际先进水平。申请国家发明专利5项,5株尼古丁降解微生物获得中国典型培养物保藏中心保藏,制定了《降低烟叶尼古丁微生物功能菌使用技术规程》企业标准,发表论文7篇。近3年,该研究成果在湖北襄阳市和恩施州推广应用15.1万亩,新增销售额18796.9680万元,新增利润2255.6326万元。

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