氯代乙酰胺類除草劑是一類高效、高選擇性的觸殺性除草劑,對禾本科雜草具有非常顯著的殺除效果,其主要代表品種乙草胺和丁草胺是我國使用最多的三種除草劑中的兩種,年使用量分別超過1萬噸和5千噸。氯代乙酰胺類除草劑對魚類有較強的毒性,乙草胺和丁草胺被美國環(huán)保局定為B-2類致癌物,它們還有不易揮發(fā)、不易光解、土壤殘留期長的特點,對生態(tài)環(huán)境和人體健康有著巨大威脅。另外,氯代乙酰胺類除草劑對作物存在隱性藥害,對農(nóng)業(yè)造成嚴(yán)重的損失。因此,該類除草劑在環(huán)境中的吸附、遷移、轉(zhuǎn)化和降解等生態(tài)行為越來越受到關(guān)注。氯代乙酰胺類除草劑在土壤中主要是通過微生物的降解作用而消失,國內(nèi)外報道了多株該類除草劑降解菌株,但能降解多種氯代乙胺類除草劑并以其為碳源生長的菌株的分離篩選、降解特性和代謝途徑方面的研究還不多,其分子結(jié)構(gòu)對其微生物可降解性的影響的研究還未見報道。 本文以氯代乙酰胺類除草劑的常用品種丁草胺為降解對象,從長期施用丁草胺的稻田表層土壤及生產(chǎn)丁草胺的農(nóng)藥廠污水處理車間的生化污泥中分離到丁草胺降解菌株14株,其中10株只能以共代謝的方式降解丁草胺,另外4株能以丁草胺作為唯一碳源生長,菌株DCA-1和FLY... 

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號與縮略語說明
第一章 土壤農(nóng)藥污染及其生物修復(fù)
    1 農(nóng)藥使用及其污染現(xiàn)狀
        1.1 農(nóng)藥的定義、性質(zhì)和類別
        1.2 國內(nèi)外農(nóng)藥的生產(chǎn)、使用情況
        1.3 農(nóng)藥污染的產(chǎn)生和現(xiàn)狀
    2 農(nóng)藥微生物降解的研究進(jìn)展
        2.1 降解機理
            2.1.1 礦化作用
            2.1.2 共代謝作用
        2.2 降解途徑
        2.3 影響微生物降解的因素
    3 農(nóng)藥殘留生物修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        3.1 國內(nèi)外農(nóng)藥殘留生物修復(fù)技術(shù)研究和應(yīng)用現(xiàn)狀
            3.1.1 國際上相關(guān)技術(shù)研究和應(yīng)用狀況
            3.1.2 國內(nèi)相關(guān)技術(shù)研究和應(yīng)用狀況
    4 氯代乙酰胺類除草劑及其環(huán)境行為研究現(xiàn)狀
        4.1 氯代乙酰胺類除草劑使用現(xiàn)狀
        4.2 氯代乙酰胺除草劑殘留的危害
            4.2.1 對哺乳動物的毒性和對人類健康的影響
            4.2.2 對水生動物和魚類的毒害
            4.2.3 對土壤生態(tài)的影響
            4.2.4 對植物的藥害
        4.3 氯代乙酰胺除草劑的在環(huán)境中的物理、化學(xué)過程與有效性
            4.3.1 吸附/解吸
            4.3.2 遷移
            4.3.3 光解和水解
        4.4 氯代乙酰胺除草劑的微生物降解研究進(jìn)展
    5 本文擬解決的關(guān)鍵問題、研究思路和內(nèi)容
        5.1 要解決的關(guān)鍵問題
        5.2 論文研究思路和研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 丁草胺降解菌株的分離、篩選和生物學(xué)特性研究
    1 材料與方法
        1.1 農(nóng)藥和試劑
        1.2 培養(yǎng)基
        1.3 降解菌的富集和分離
        1.4 降解菌降解效果的測定
        1.5 丁草胺的提取和測定方法
        1.6 降解菌株的培養(yǎng)特征及一般生理生化鑒定
        1.7 核糖體16S rRNA基因序列系統(tǒng)發(fā)育分析
            1.7.1 菌株總DNA的提取
            1.7.2 16S rRNA基因的PCR擴增
            1.7.3 PCR產(chǎn)物的T/A克隆
            1.7.4 普通感受態(tài)細(xì)胞的制備和轉(zhuǎn)化
            1.7.5 16S rRNA基因序列測定
            1.7.6 系統(tǒng)發(fā)育分析
        1.8 環(huán)境條件對菌株生長的影響測定
            1.8.1 生長溫度測定
            1.8.2 菌株pH耐受范圍和最適pH測定
            1.8.3 菌株耐鹽性和生長最適鹽濃度
    2 結(jié)果與討論
        2.1 降解菌株的富集和分離
            2.1.1 降解菌株富集
            2.1.2 以江山農(nóng)藥化工廠生化污泥為富集樣品的馴化篩選結(jié)果
            2.1.3 以稻田土壤為富集基質(zhì)的馴化篩選結(jié)果
        2.2 降解菌株DCA-1和FLY-8的形態(tài)和培養(yǎng)特征
        2.3 降解菌株DCA-1和FLY-8的生理生化特征
        2.4 菌株DCA-1和FLY-8的16S rRNA基因序列系統(tǒng)進(jìn)化分析
        2.5 環(huán)境條件對降解菌株DCA-1和FLY-8生長的影響
            2.5.1 溫度對降解菌株DCA-1和FLY-8生長的影響
            2.5.2 pH值對降解菌株DCA-1和FLY-8生長的影響
            2.5.3 NaCl濃度對降解菌株DCA-1和FLY-8生長的影響
            2.5.4 降解菌株DCA-1和FLY-8的抗生素抗性情況
    本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 丁草胺降解菌株DCA-1分類學(xué)地位研究
    1 材料與方法
        1.1 菌株和培養(yǎng)基
        1.2 菌株DCA-1的培養(yǎng)特征及一般生理生化鑒定
        1.3 菌體形態(tài)和細(xì)胞內(nèi)膜結(jié)構(gòu)觀察
        1.4 環(huán)境條件對菌株生長的影響測定
            1.4.1 生長溫度測定
            1.4.2 菌株pH耐受范圍和最適pH測定
            1.4.3 菌株耐鹽性和生長最適鹽濃度
        1.5 細(xì)胞色素鑒定
        1.6 菌株DCA-1的營養(yǎng)生長試驗
            1.6.1 化能厭氧生長試驗
            1.6.2 光能營養(yǎng)生長試驗
        1.7 碳源利用試驗
        1.8 API 20 NE檢測
        1.9 API ZYM檢測
        1.10 細(xì)胞壁脂肪酸分析
        1.11 呼吸醌系統(tǒng)分析
        1.12 G+C mol%的測定
            1.12.1 菌體總DNA的提取
            1.12.2 變溫熔鏈法測定G+C mol%
        1.13 16S rRNA基因的系統(tǒng)發(fā)育分析
    2 結(jié)果與分析
        2.1 菌株DCA-1的細(xì)胞泡狀內(nèi)膜結(jié)構(gòu)觀察
        2.2 生理生化特征
            2.2.1 細(xì)胞色素鑒定
            2.2.2 營養(yǎng)類型研究
            2.2.3 不同碳源利用
            2.2.4 API 20 NE測定結(jié)果
            2.2.5 API ZYM測定結(jié)果
        2.3 菌株DCA-1的表型特征
        2.4 菌株DCA-1與相近模式種的表型差異分析
        2.5 細(xì)菌化學(xué)分類
            2.5.1 細(xì)胞壁脂肪酸分析
            2.5.2 類異戊二烯醌分析
        2.6 G+C含量測定
        2.7 16S rRNA基因的遺傳進(jìn)化分析
        2.8 結(jié)論和新種描述(附英文對照)
    本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 丁草胺降解菌DCA-1和FLY-8的降解特性研究
    1 材料與方法
        1.1 供試菌株
        1.2 化學(xué)試劑
        1.3 培養(yǎng)基
        1.4 菌株的培養(yǎng)及種子液的制備
        1.5 培養(yǎng)液中除草劑的提取和檢測
        1.6 菌株DCA-1和FLY-8生長與除草劑降解的關(guān)系
        1.7 溫度對DCA-1和FLY-8降解丁草胺的影響
        1.8 pH值對DCA-1和FLY-8降解丁草胺的影響
        1.9 初始丁草胺濃度對DCA-1和FLY-8生長的影響
        1.10 接種量對DCA-1和FLY-8降解丁草胺的影響
        1.11 通氣量對DCA-1和FLY-8降解丁草胺的影響
    2 結(jié)果與分析
        2.1 菌株DCA-1和FLY-8對多種氯代乙酰胺類除草劑降解情況
        2.2 溫度對菌株DCA-1和FLY-8降解丁草胺的影響
        2.3 初始pH對菌株DCA-1和FLY-8降解丁草胺的影響
        2.4 初始丁草胺濃度對菌株DCA-1和FLY-8降解丁草胺的影響
        2.5 接種量對菌株DCA-1和FLY-8降解丁草胺的影響
        2.6 通氣量對菌株DCA-1和FLY-8降解丁草胺的影響
    本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 菌株DCA-1與FLY-8降解丁草胺的代謝途徑分析
    第一節(jié) 菌株DCA-1降解丁草胺途徑的分析
        1 材料與方法
            1.1 供試菌株、試劑、培養(yǎng)基
            1.2 培養(yǎng)液制備
            1.3 丁草胺代謝產(chǎn)物的提取
            1.4 GC-MS檢測代謝產(chǎn)物
        2 結(jié)果與分析
            2.1 代謝產(chǎn)物的GC-MS檢測
            2.2 菌株DCA-1降解丁草胺的可能途徑
    第二節(jié) 菌株FLY-8降解丁草胺途徑的分析
        1 材料與方法
            1.1 供試菌株、試劑、培養(yǎng)基
            1.2 培養(yǎng)液制備
            1.3 丁草胺代謝產(chǎn)物的提取
            1.4 GC-MS檢測代謝產(chǎn)物
            1.5 下游代謝產(chǎn)物的酶活分析
        2 結(jié)果與分析
            2.1 代謝產(chǎn)物的GC-MS檢測
            2.2 粗酶酶活檢測下游代謝產(chǎn)物
            2.3 推測FLY-8降解丁草胺的代謝途徑
    本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 菌株DCA-1對丁草胺污染土壤的生物修復(fù)研究
    1 材料與方法
        1.1 農(nóng)藥和試劑
        1.2 菌種與培養(yǎng)基
        1.3 降解菌株DCA-1種子液的制備
        1.4 供試土壤
        1.5 土壤中丁草胺的提取
        1.6 丁草胺的測定
        1.7 菌株DCA-1對土壤中丁草胺殘留的降解試驗
        1.8 土壤淹水條件下菌株DCA-1對土壤中丁草胺殘留的降解
    2 結(jié)果與討論
        2.1 丁草胺測定的回收率和標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
            2.1.1 丁草胺的提取回收率
            2.1.2 丁草胺測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
        2.2 菌株DCA-1對不同土壤中丁草胺殘留的降解效果
        2.3 淹水狀態(tài)對菌株DCA-1降解土壤中丁草胺殘留的影響
    本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
全文總結(jié)
全文創(chuàng)新點
附錄1 文中所用培養(yǎng)基及試劑配方
附錄2 有關(guān)核酸序列
附錄3 菌種保藏證明
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的文章
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]環(huán)境因素對除草劑丁草胺在黑土中吸附的影響[J]. 李淑芹,竇阿麗,許景鋼,黃偉.  作物雜志. 2009(05)
[2]農(nóng)藥殘留及其對策[J]. 羅小勇.  中國農(nóng)學(xué)通報. 2009(18)
[3]丁草胺在土壤中吸附特性研究[J]. 石健,熊倩,劉泉,顏勇,霍曉薇,劉云.  環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2009(09)
[4]一株丁草胺降解菌的分離鑒定及其降解特性的研究[J]. 李艷春,熊明華,肖晶,李春艷.  微生物學(xué)通報. 2009(08)
[5]丁草胺在水稻上的降解動態(tài)與殘留分析[J]. 陳小軍,程東美,徐漢虹,張志祥.  華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2009(03)
[6]除草劑丁草胺在東北地區(qū)主要土壤中的吸附研究[J]. 竇阿麗,許景鋼,李淑芹,單艾娜.  東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2009(05)
[7]Phytotoxicity of four herbicides on Ceratophyllum demersum,Vallisneria natans and Elodea nuttallii[J]. PAN Huiyun,LI Xiaolu,XU Xiaohua,GAO Shixiang State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse,School of the Environment,Nanjing University,Nanjing 210093,China..  Journal of Environmental Sciences. 2009(03)
[8]鎘、丁草胺單一及復(fù)合污染對莧菜生長的影響[J]. 劉文霞,陳元琦,寇淵博,郭華武,常樂.  河南科學(xué). 2009(03)
[9]上海農(nóng)田土壤中六六六和滴滴涕污染分布狀況研究[J]. 孟飛,張建,劉敏,吳永興.  土壤學(xué)報. 2009(02)
[10]丁草胺降解菌的分離鑒定及降解特性的研究[J]. 楚小強,龐國輝,方華,王秀國,高春明,虞云龍.  農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2009(01)

碩士論文
[1]阿特拉津高效降解細(xì)菌的篩選及降解特性研究[D]. 劉愛菊.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003



本文編號：3726690