背景:含能化合物环三亚甲基三硝铵(简称RDX)对环境的污染和破环作用极大,并且难以降解。为了筛选用于RDX降解的环境微生物,实验室前期在含有RDX的污泥中分离驯化了一株红球菌,命名为Rhodococcus sp.LMD(CGMCC NO.24210),该菌能够耐受高浓度RDX废水,并已通过基因组学,蛋白组学和代谢组学初步研究了该菌的RDX耐受与代谢机理。目标:进一步通过过饱和RDX耐受实验、关键酶体外降解RDX实验与动态转录组学研究该菌株的RDX耐受与降解机制。方法:通过丙酮配置过饱和RDX废水研究高浓度RDX对目标菌株的影响;通过重组表达关键P450酶以及辅助蛋白验证RDX降解机制;通过动态转录组学(以RDX为唯一氮源与对照组相比在不同生长阶段的关键基因差异表达)研究菌株关键耐受、降解以及氮代谢途径关键基因的表达差异。结果一:在培养基中加入丙酮助溶剂可配置RDX的过饱和溶液,Rhodococcus sp.LMD可耐受54 mg/L过饱和RDX溶液并与之为唯一氮源生长,其中最佳RDX耐受浓度为36 mg/L。结果二:成功重组表达了来自于Rhodococcus sp.LMD的两个P450酶(gene722,gene939)与对照P450酶Xpl A并BMS-354825生产商通过体外酶降解实验证明其均由RDX降解能力,酶动力学参数证明对照酶的RDX降解效率好于gene939和gene722。结果三:通过动态转录组学研究发现多个差异表达基因medicine students参与RDX的耐受与降解与转化代谢,主要为含氮有机物转运蛋白、含氮有机物降解酶(如P450酶)、以及谷氨酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸(代谢Nirmatrelvir小鼠组学均发现其在RDX实验组中含量增高)的关键代谢酶。结论与展望:本论文证实Rhodococcus sp.LMD可耐受过饱和RDX废水。并进一步通过关键酶的重组与体外酶降解实验证实目标菌株可表达降解RDX的P450酶。而动态转录组学结合已有的代谢组学,蛋白组学数据证实RDX为唯一氮源对目标菌株的氮代谢途径产生较大影响,初步证实菌株具备转化RDX为其它高附加值含氮代谢产物的能力。后续研究将针对含氮有机物在目标菌株中的代谢与调控机理进行深入研究。