论文摘要
农药是一类能够抑制、消除农作物病虫害、或是防止杂草繁衍的生物外源性物质。在现代农业生产中,农药,尤其是化学农药的施用,是保障粮食作物产量稳定甚至帮助增产的一个重要手段。而如今,因为农药的过量使用以及过多残留而引起的土壤污染日益严重,因其而造成的环境问题也早已不容忽视,使得降解农药残留的技术方法成为了一个研究的热点问题。通常,农药污染土壤的修复方法包括有生物修复、化学修复和物理修复几种。三者之中,生物修复法被公认为是一种高效、安全、廉价和无二次污染的方法。在有机磷农药的降解中,微生物修复法发挥着重要的作用。作为有机磷农药的重要一种,乐果的大量使用直接威胁到了人类健康。本文采用从土壤中直接抽提微生物的总DNA的方法,考察了土壤中微生物种群多样性的变化,完善了乐果污染土壤的微生物修复技术的研究。利用DGGE技术对乐果污染土壤的种群多样性的研究发现,不同浓度乐果处理样品中,DGGE图谱有一定的差异性。由于乐果对微生物的多样性与生长具有一定的抑制作用,乐果的加入改变了环境中微生物原来的群落结构,从而使其种群多样性在DGGE胶上表现为条带数目及亮度的变化。随着土壤有效乐果浓度的变化,同一时期不同乐果浓度处理下,微生物种群多样性随着乐果的浓度增加而呈现变少的趋势,但仍有部分菌群呈现出一定的耐受性。本文采用人工驯化的方式,通过在自制的驯化装置中添加乐果作为生长限制底物,从土壤中分离出一株对目标农药具有一定降解效果的菌株。本文首先考察了该菌株的对乐果的降解能力,结果表明该菌株能在以乐果为唯一碳源的环境中生长,并对乐果有一定的降解效果。本文随即探讨了菌株的生理生化特征及其形态特征,并提取了菌株的基因组DNA作为模板,进行16S rRNA的PCR扩增并测序。测序后登录GenBank,序列号为HM488993,命名为LPx。采用blast程序与其他菌株16S rRNA基因的同源性比较的结果显示,与菌株LPx 16S rRNA基因同源性最高的是假单胞菌属。菌株LPx与Pseudomonas sp. KA-08（GenBank Accession No.:FN421340）、Pseudomonas sp. ONBA 17（GenBank Accession No.:DQ079062）的16S rRNA序列的同源性均为100%,结合该菌株的生理生化特性与形态特征,初步鉴定菌株LPx为假单胞菌属。本文对考察了菌株LPx降解乐果的特性。结果表明菌株LPx降解乐果的最适pH为7.5、最佳温度为30℃、最适接种量为10%。本文探讨了菌株LPx降解乐果的反应动力学特征。结果表明,菌株LPx对乐果的降解属于高浓度底物抑制的酶促反应,最大反应速率vmax= 0.734 d-1,米氏参数km=21.700 mg/L。底物抑制系数k1=259.215 mg/L。本文对菌株LPx降解途径作出了推论。样品的组分分析借助GC-MS进行。结合GC-MS谱图,本文推断菌株LPx降解乐果的中间产物为氧乐果,氧乐果为菌株提供了碳源和氮源,并在此过程中,菌株对氧乐果进行了分解。