發(fā)布時間：2017-06-18 10:16

  本文關(guān)鍵詞：蚯蚓對土壤阿特拉津降解的影響與機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：阿特拉津(ATR)作為三嗪類除草劑,曾在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用,但同時作為典型有機(jī)污染物引發(fā)的生態(tài)環(huán)境和人類健康問題也日益嚴(yán)重。作為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”的蚯蚓在土壤中的活動影響著土壤理化以及微生物學(xué)性狀,其在土壤有機(jī)污染修復(fù)方面具有巨大的潛力。本研究選用表層種赤子愛勝蚓(Eisenia foetida)和內(nèi)層種壯偉環(huán)毛蚓(Amynthas robustus Perrier)兩種生態(tài)型蚯蚓作為試驗生物,設(shè)計蚯蚓降解土壤ATR室內(nèi)模擬試驗。利用高效液相色譜(HPLC)研究蚯蚓對土壤ATR降解效果和降解途徑的影響;通過測定不同降解時間段土壤化學(xué)及微生物學(xué)性狀,探究蚯蚓降解土壤ATR的主要影響因素;在此基礎(chǔ)上,運用穩(wěn)定性同位素探針(SIP)結(jié)合高通量測序(HTS)來揭示蚯蚓降解土壤ATR過程中的功能微生物。此外,通過富集培養(yǎng)法篩選出可培養(yǎng)的ATR高效降解優(yōu)勢菌,為大田應(yīng)用提供菌種資源。本研究可為豐富和發(fā)展有機(jī)污染土壤的生物強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐,主要結(jié)果和結(jié)論如下:(1)通過室內(nèi)模擬降解效果試驗表明,自然土壤添加蚯蚓的處理(Sn Ee、Sn Ea)中ATR殘留量在第14 d之后顯著低于對照(CKn),且自然土壤添加內(nèi)層種的處理(Sn Ea)中ATR殘留量總是低于表層種處理(Sn Ee)。說明兩種生態(tài)型蚯蚓對土壤ATR降解都具有促進(jìn)效應(yīng),且內(nèi)層種壯偉環(huán)毛蚓的降解效果總體優(yōu)于表層種赤子愛勝蚓。(2)通過對ATR降解產(chǎn)物的生成量進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測發(fā)現(xiàn),0-14 d Sn Ee與Sn Ea中的羥基阿特拉津(HYA)和脫乙基阿特拉津(DEA)生成量顯著高于CKn,14-21 d Sn Ee與Sn Ea中的HYA和脫異丙基阿特拉津(DIA)生成量分別顯著低于和高于CKn。這說明蚯蚓通過前期顯著促進(jìn)HYA和DEA的生成,后期顯著促進(jìn)DIA的生成和HYA的轉(zhuǎn)化,進(jìn)而影響ATR的生物降解途徑。(3)通過對土壤主要化學(xué)及微生物指標(biāo)進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn),Sn Ee與Sn Ea中土壤p H、微生物生物量碳/氮、土壤呼吸均高于CKn,其中對這些指標(biāo)與ATR之間進(jìn)行主成分分析(PCA)表明,蚯蚓通過提高土壤p H、微生物生物量和微生物活性來促進(jìn)ATR的降解。(4)通過DNA-SIP結(jié)合HTS鑒定了蚯蚓促進(jìn)ATR降解過程中的主要功能微生物有Kaistobacter,Rhodanobacter,Rhodoplanes,Ramlibacter,Pseudonocardia,Planctomyces。(5)通過富集培養(yǎng)法篩選出3株能以ATR為唯一氮源生長的降解菌,結(jié)合形態(tài)特征、生理生化特性以及16S r DNA同源性序列分析,將其鑒定為巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)、檸檬酸細(xì)菌(Citrobacter amalonaticus)和耐鹽短桿菌(Brevibacterium halotolerans),其具有良好的土壤修復(fù)應(yīng)用潛力。
【關(guān)鍵詞】：蚯蚓 阿特拉津 降解 穩(wěn)定性同位素探針 高通量測序
【學(xué)位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X592;X174
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 英文縮略詞7-11
• 1 前言11-21
• 1.1 ATR及其污染現(xiàn)狀11-12
• 1.1.1 ATR的理化性質(zhì)11
• 1.1.2 ATR的應(yīng)用情況11-12
• 1.1.3 ATR的危害12
• 1.2 蚯蚓在有機(jī)污染土壤修復(fù)中的作用12-13
• 1.2.1 蚯蚓的生態(tài)類型13
• 1.2.2 蚯蚓對土壤中有機(jī)污染物的降解和轉(zhuǎn)化13
• 1.3 ATR的微生物降解13-16
• 1.3.1 降解ATR的微生物13-14
• 1.3.2 ATR的微生物降解途徑14-16
• 1.4 土壤功能微生物的鑒定方法16-20
• 1.4.1 以傳統(tǒng)培養(yǎng)為基礎(chǔ)的鑒定方法16-17
• 1.4.2 以分子指紋圖譜為基礎(chǔ)的鑒定方法17
• 1.4.3 以高通量測序為基礎(chǔ)的鑒定方法17-18
• 1.4.4 穩(wěn)定性同位素探針技術(shù)在土壤功能微生物鑒定上的應(yīng)用與發(fā)展18-20
• 1.5 研究目的與意義20
• 1.6 技術(shù)路線20-21
• 2 材料與方法21-33
• 2.1 試驗材料21-23
• 2.1.1 供試土壤21
• 2.1.2 供試生物21
• 2.1.3 主要試劑與儀器21-23
• 2.2 試驗設(shè)計與布置23-27
• 2.2.1 蚯蚓對土壤ATR的降解效果試驗23-25
• 2.2.2 土壤ATR降解功能微生物的鑒定25-26
• 2.2.3 土壤ATR降解菌的篩選與鑒定26-27
• 2.3 測定指標(biāo)與方法27-32
• 2.3.1 土壤ATR及其代謝產(chǎn)物的測定27-28
• 2.3.2 土壤理化性質(zhì)及微生物量的測定28
• 2.3.3 土壤ATR降解功能微生物的鑒定28-31
• 2.3.4 土壤ATR降解菌的篩選與鑒定31-32
• 2.4 數(shù)據(jù)處理方法32-33
• 3 結(jié)果與分析33-58
• 3.1 蚯蚓對土壤ATR及其代謝產(chǎn)物的影響33-38
• 3.1.1 方法回收率及精密度33-34
• 3.1.2 蚯蚓處理下土壤ATR殘留量34-35
• 3.1.3 蚯蚓處理下土壤HYA生成量35
• 3.1.4 蚯蚓處理下土壤DEA生成量35-36
• 3.1.5 蚯蚓處理下土壤DIA生成量36-37
• 3.1.6 蚯蚓處理下土壤DEHA生成量37-38
• 3.2 蚯蚓對ATR污染土壤化學(xué)及微生物學(xué)特性的影響38-46
• 3.2.1 蚯蚓處理下土壤p H38-39
• 3.2.2 蚯蚓處理下土壤有機(jī)碳39-40
• 3.2.3 蚯蚓處理下土壤腐殖質(zhì)40-41
• 3.2.4 蚯蚓處理下土壤微生物呼吸41-42
• 3.2.5 蚯蚓處理下土壤微生物生物量碳42-43
• 3.2.6 蚯蚓處理下土壤微生物生物量氮43-44
• 3.2.7 ATR降解與土壤化學(xué)及微生物學(xué)特性的關(guān)系44-46
• 3.3 土壤ATR降解功能微生物的鑒定46-55
• 3.3.1 SIP離心分層結(jié)果46-48
• 3.3.2 微生物群落結(jié)構(gòu)48-51
• 3.3.3 功能微生物變化51-55
• 3.4 土壤ATR降解菌的篩選與鑒定55-58
• 3.4.1 ATR降解菌的分離篩選55
• 3.4.2 菌株降解能力與生理生化鑒定55-58
• 4 討論與結(jié)論58-65
• 4.1 討論58-63
• 4.1.1 蚯蚓顯著促進(jìn)土壤ATR的降解轉(zhuǎn)化58-59
• 4.1.2 蚯蚓影響土壤ATR降解的主要因素59-60
• 4.1.3 蚯蚓對土壤ATR降解功能微生物的影響60-62
• 4.1.4 可培養(yǎng)的土壤ATR降解菌62-63
• 4.2 結(jié)論63-64
• 4.3 創(chuàng)新點64
• 4.4 展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-78
• 附錄A 土壤 γ 射線滅菌效果78-79
• 附錄B 降解菌測序結(jié)果79-82
• 附錄C 菌株 16S r DNA序列系統(tǒng)發(fā)育樹82-83
• 附錄D 發(fā)表論文和參與項目情況83

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：蚯蚓對土壤阿特拉津降解的影響與機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：458929