拟除虫菊酯降解菌的筛选、鉴定及降解性能研究

论文摘要

拟除虫菊酯是科学家在天然除虫菊的结构上,利用手性催化、光学重排等方法获得的一类高效、安全、新型杀虫剂。随着有机氯、有机磷等高毒性、难降解的农药的禁用,拟除虫菊酯的使用量迅速增大,在我国已占杀虫剂总施用面积一半以上。大量的施用后,发现其对水生生物和某些非靶标生物高毒,对人体也有一定毒害,在土壤中的残留带来了严重的环境污染问题。微生物作为生物修复中的主体,对农药残留的降解起着重要作用。而筛选出高效降解菌株是完成这项工作的基础。本研究通过富集筛选的方法,以联苯菊酯为唯一碳源,筛选得到一株高效降解菌,并对相关特性进行了研究,主要包括以下内容:（1）从湖南某农药厂下水道污泥里分离出一株能够降解联苯菊酯农药的细菌,经形态学,生理生化和16SrDNA鉴定,确定其为戴尔福特菌（Delftia tsuruhatensis）,命名为HLB-1。（2）对菌株HLB-1的生物学特性和对联苯菊酯农药的耐受度进行了研究。确定该菌株生长的最适pH为7.0,温度为30℃;在含葡萄糖的无机盐培养基中,24小时即可达到指数期;能够耐受600 mg·L-1的联苯菊酯浓度,且在200～300 mg·L-1之间生长较好。（3）对菌株HLB-1对几种拟除虫菊酯类农药和多菌灵的降解情况进行研究结果显示,在最适条件下,浓度为100mg/L时,菌株HLB-1对几种拟除虫菊酯农药的降解率分别为:氰戊菊酯30.87%、溴氰菊酯33.90%、高效氯氟氰菊酯45.69%,多菌灵21.76%。（4）采用单因素试验对菌种降解的最优环境条件进行了研究,结果显示,菌株HLB-1最适降解条件为温度30℃、pH 7.0、接种量100 mg·L-1、联苯菊酯质量浓度250 mg·L-1,但其在20～30℃、pH 6.0～8.0的条件下对联苯菊酯均有较高的降解率。（5）对菌株HL-1对土壤中联苯菊酯的降解进行了实验室模拟。与灭菌土壤相比,未灭菌土壤中联苯菊酯的残留量减小1.97mg·kg-1;添加无机盐培养基的土壤农药残留量要比添去离子水降低6.59mg·kg-1;最低的为添加无机盐和菌液的处理的土壤,其联苯菊酯含量为7.25mg·kg-1。这说明菌种HLB-1能够很好的适应模拟环境,不与环境中的土著微生物发生拮抗,很好的发挥其降解能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 农药的发展简史
• 1.2 拟除虫菊酯农药残留的危害
• 1.3 拟除虫菊酯的微生物降解研究进展
• 1.3.1 拟除虫菊酯类农药降解菌的分离研究
• 1.3.2 拟除虫菊酯类农药降解酶的研究
• 1.3.3 拟除虫菊酯降解途径的研究
• 1.3.4 拟除虫菊酯类农药降解酶基因的研究
• 1.4 拟除虫菊酯残留的检测方法
• 1.4.1 分光光度法
• 1.4.2 色谱法
• 1.4.3 免疫分析法
• 1.4.4 胶束毛细管电泳
• 1.5 拟除虫菊酯微生物降解的存在问题及发展方向
• 1.6 本研究的立论依据、研究的目的和意义
• 第二章 拟除虫菊酯菊酯降解菌的分离、筛选、鉴定
• 2.1 菌种来源
• 2.2 试剂、仪器及培养基配方
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 仪器
• 2.2.3 培养基配方
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 联苯菊酯储备液的配制
• 2.3.2 菌种的分离筛选
• 2.3.3 无机盐培养基中联苯菊酯添加回收率的测定
• 2.3.4 菌种降解能力的测定
• 2.3.5 菌株的生理生化鉴定及系统发育分析
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 添加回收率
• 2.4.2 降解率
• 2.4.3 生理生化鉴定
• 2.4.4 菌株HLB-1 的16S rDNA 鉴定结果
• 2.5 小结
• 第三章 拟除虫菊酯降解菌菌株的生物学特征
• 3.1 材料仪器
• 3.1.1 供试菌株
• 3.1.2 培养基
• 3.1.3 仪器
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 HLB-1 菌株生长的最适酸碱度
• 3.2.2 HLB-1 菌株生长的最适温度
• 3.2.3 HLB-1 菌株生长曲线测定
• 3.2.4 HLB-1 菌株对联苯菊酯的耐受浓度
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 HLB-1 菌株生长的最适pH 值
• 3.3.2 HLB-1 菌株生长的最适温度
• 3.3.3 HLB-1 菌株生长曲线
• 3.3.4 菌株HLB-1 对联苯菊酯的耐受浓度
• 3.4 小结
• 第四章 HLB-1 对几种拟除虫菊酯类农药和多菌灵的降解
• 4.1 试验菌株
• 4.2 试剂
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 农药储备液的配制
• 4.3.2 农药的提取及检测
• 4.4 结果与分析
• 4.5 小结
• 第五章 环境因素对降解率的影响
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 菌株
• 5.1.2 试剂
• 5.1.3 方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 温度
• 5.2.2 pH 值
• 5.2.3 接种量
• 5.2.4 农药浓度
• 5.3 小结
• 第六章 污染土壤中联苯菊酯残留的生物修复室内模拟实验
• 6.1 试验材料
• 6.1.1 供试土壤
• 6.1.2 培养基
• 6.1.3 试剂
• 6.1.4 仪器设备
• 6.1.5 供试菌株
• 6.2 试验方法
• 6.2.1 菌种培养
• 6.2.2 联苯联苯菊酯在土壤中的回收率
• 6.2.3 联苯菊酯污染土壤的模拟降解试验
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 联苯菊酯在土壤中的添加回收率
• 6.3.2 联苯菊酯土壤模拟试验
• 6.4 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 存在不足及建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介