报告摘要:农产品中常见的拟除虫菊酯农药残留对人类健康具有显著的毒性影响,生物降解已经成为消除农药残留的有效手段;然而,该过程具体的生物降解特性和机制不清楚。在这项研究中,从传统发酵的郫县豆瓣样品及其环境中分离出多株拟除虫菊酯降解菌,包括解硫胺素芽孢杆菌D-21,食碱戈登氏菌GH-1,类短短芽孢杆菌BCP-09。解硫胺素芽孢杆菌D-21能够有效降解氟氯氰菊酯,降解效率为90.37%。结合全基因组和代谢组数据分析揭示了该菌对氟氯氰菊酯降解的新途径,即菌株D-21通过腈水解酶和碳氮裂解酶催化断裂α-氰基,并使酯氨化为酰胺。食碱戈登氏菌GH-1能有效降解β-氯氰菊酯,利用定量蛋白组分析揭示了氯氰菊酯的降解酶系,并通过异源表达技术验证了参与降解的关键酯酶。类短短芽孢杆菌BCP-09能够有效降解溴氰菊酯,降解率为95.41%。根据GC-MS对中间代谢产物分析,推测菌株BCP-09对溴氰菊酯的降解通路是通过酯键断裂生成菊酸和3-苯氧基苯甲醛氰醇。蛋白质组学分析揭示溴氰菊酯的降解过程主要由酯酶和氧化酶参与。此外菌株BCP-09在溴氰菊酯影响下细胞代谢加快,ATP产生增加,并形成孢子以抵抗溴氰菊酯毒性并增强其降解能力。该研究从发酵食品中筛选高效降解拟除虫菊酯类农药的微生物菌株,揭示了微生物在食品发酵过程中降解拟除虫菊酯的机理,帮助探索了食品发酵过程中农药残留的降解规律,为利用食品微生物进行拟除虫菊酯残留处理提供理论依据。