降解烟嘧磺隆光合细菌的分离、鉴定及降解特性研究

论文摘要

烟嘧磺隆（Nicosulfuron）是一类新型高效的磺酰脲类除草剂,由于生物活性高、对玉米安全,因此,广泛的应用于玉米田中一年生禾本科杂草、部分阔叶杂草和莎草科杂草的防除。然而,长期大量使用,烟嘧磺隆会残留于农田生态系统中,导致玉米中贱留超标,对后茬敏感作物产生药害,同时易造成玉米田间杂草耐药性和抗药性的出现。而且,随着雨水或灌溉水流失与渗透,烟嘧磺隆的残留污染地表水和地下水。本研究从玉米田土壤中分离到几株能高效降解烟嘧磺隆的光合细菌,选择—株降解效率最高的菌株进行鉴定及其烟嘧磺隆的降解特性的研究,为利用光合细菌菌剂生物修复烟嘧磺隆残留的应用提供理论依据。主要结果与结论如下：1.收集长期使用烟嘧磺隆的玉米田土壤样本10余份,通过富集培养、高浓度烟嘧磺隆驯化,最终分离纯化得到六株菌株（命名为J5-2、J5-3、JX-2、JX-3、JX-6、J4-8）。16S rDNA（GeneBank登录号为HM053962、HM163161、HM163162、HM163160、HM053960、HM053961）和pufM基因（见附录）序列同源性比对表明,分离的六个菌株均为紫色非硫菌,是光合细菌中一个重要的类群。2.六个光合细菌菌株在2%接种量、25℃、pH7.5、2500 Lx光照条件下培养7 d, HPLC法测定菌株对烟嘧磺隆的降解效率。结果表明六个菌株对400mg.L-1烟嘧磺隆的降解效率分别为30.8%、21.4%、19.8%、25.6%、23.7%、20.1%,其中,菌株J5-2在同等条件下具有最高的降解效率,选择该菌株进行下一步试验。3.形态观察、生理生化特征检测、活细胞光吸收特征、16S rDNA序列比对及系统发育分析,初步鉴定菌株J5-2为红假单胞菌（Rhodopseudomonas）。生物学特性研究结果表明：菌株J5-2可以利用多种碳、氮源,并能以烟嘧磺隆作为唯一氮源生长。最佳生长条件为：pH 7.0、30℃、6%接种量、2500 Lx光照。4.设定不同的烟嘧磺隆初始浓度、生长温度、培养基初始pH值、光照强度、接种量等条件对J5-2进行降解特性研究。研究表明,J5-2能耐受1600 mg.L-1烟嘧磺隆,并能有效的降解毗嘧磺隆、苄嘧磺隆、甲氰菊酯等其它除草剂和杀虫剂。烟嘧磺隆在酸性条件下易发生自然降解,在中性及碱性条件下较稳定。J5-2降解烟嘧磺隆最适条件为pH 7.0,30℃,2500 Lx光照；在一定范围内,接种量对烟嘧磺隆降解量影响不明显；在最适条件培养7天,J5-2对400 mg.L-1烟嘧磺隆的降解率达33.5%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 农药的污染现状
• 1.1 我国农药使用情况
• 1.2 农药与环境污染问题
• 2 烟嘧磺隆理化性质及作用机理
• 2.1 烟嘧磺隆的理化性质
• 2.2 烟嘧磺隆作用机理
• 3 磺酰脲类除草剂微生物降解的代谢方式
• 3.1 酶促作用
• 3.2 非酶促作用
• 4 国内外农药残留微生物降解研究现状
• 5 光合细菌残留农药降解研究进展
• 6 本研究的立题背景和技术路线
• 6.1 立题背景
• 6.2 技术路线
• 第二章 降解烟嘧磺隆光合细菌的筛选、分离与鉴定
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 降解菌的驯化与分离
• 2.2 pufM基因序列分析比对
• 2.3 降解菌降解效率
• 2.4 光合细菌J5-2电镜结果
• 2.5 菌落形态及生理生化特征
• 2.6 活细胞吸收光谱
• 2.7 16S rDNA序列及其系统发育树分析
• 3 讨论
• 4 结论
• 第三章 光合细菌J5-2的生物学特性
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 C、N源利用情况
• 2.2 pH、温度、接种量对J5-2生长的影响
• 2.3 光照、振荡、含氧量对J5-2生长的影响
• 2.4 最适生长条件下J5-2的生长曲线
• 3 讨论
• 4 结论
• 第四章 光合细菌J5-2的烟嘧磺隆降解特性
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 烟嘧磺隆耐受浓度
• 2.2 pH对降解率的影响
• 2.3 温度对降解率的影响
• 2.4 光照对降解率的影响
• 2.5 接种量对降解率的影响
• 2.6 最适条件下降解效率
• 2.7 降解谱测定
• 2.8 烟嘧磺隆代谢方式
• 3 讨论
• 4 结论
• 参考文献
• 附录A
• 致谢
• 个人简历