發(fā)布時(shí)間：2017-08-19 10:44

  本文關(guān)鍵詞：莠去津降解菌的分離鑒定、降解特性和機(jī)理及其修復(fù)效果

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【摘要】：莠去津在上世紀(jì)50年代由瑞士汽巴-嘉基公司開發(fā),由于成本低、除草效果好,迅速在世界范圍內(nèi)廣泛使用。莠去津主要用于玉米、高粱、甘蔗等,防除一年生禾本科雜草和闊葉雜草。長(zhǎng)期大量頻繁使用莠去津?qū)е罗r(nóng)田土壤及周圍水體的污染,對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞,威脅人類健康,同時(shí),其在農(nóng)田土壤的殘留對(duì)后茬敏感作物造成一定藥害。本文從土壤中分離篩選莠去津降解菌,研究降解菌對(duì)莠去津的降解特性及其可能的代謝途徑。主要研究結(jié)果如下：從污染的土壤中篩選到以莠去津?yàn)槲ㄒ惶荚春偷吹慕到饩?通過(guò)16S rDNA及形態(tài)特征分析,混合菌由10種不同屬細(xì)菌組成,分別是脂肪桿菌屬(Pimelobacter sp.)A1、節(jié)桿菌屬(Arthrobacter sp.) A2、節(jié)桿菌屬(Arthrobacter sp.) A3、屈曲桿菌屬(Ancylobacter sp.) A4、戈登氏菌屬(Gordonia sp.) A5、黃色桿菌屬(Xanthobacter sp.) A6、芽孢桿菌屬(Bacillus sp.) A7、假黃桿菌屬(Pseudoxanthobacter sp.) A8、中慢生根瘤菌屬(Mesorhizobium sp.) A9、固氮螺菌屬(Azospirillum sp.) A10,其中對(duì)莠去津有降解效果的為A3、A4、A6、A7。混合菌含有三嗪水解酶基因trzN、羥基莠去津乙胺基酰胺水解酶基因atz B、N-異丙基三聚氰酸一酰胺異丙胺基酰胺水解酶基因atzC、莠去津氯水解酶基因atzA、三聚氰酸酰胺水解酶基因trzD。A3、A4、A5、A6、A7含三嗪水解酶基因trzN; A3、A4、A6、A7含羥基莠去津乙胺基酰胺水解酶基因atzB,A3含有N-異丙基三聚氰酸一酰胺異丙胺基酰胺水解酶基因atzC。混合降解菌對(duì)莠去津的降解主要受濃度、溫度和酸堿度的影響,在pH7.0、30℃條件下,1mg/L莠去津48h降解率為70.0%,10mg/L莠去津48h后濃度已經(jīng)低于檢測(cè)限(0.01mg/L), 100mg/L莠去津經(jīng)48h培養(yǎng)后降解率為65.2%；在pH7.0、10mg/L條件下,20℃時(shí)培養(yǎng)72h莠去津降解率為58.6%,30℃時(shí)培養(yǎng)72h莠去津殘留濃度已經(jīng)低于檢測(cè)限,40℃時(shí)沒有降解效果；在30℃、10mg/L條件下,pH7.0時(shí)經(jīng)48h培養(yǎng)莠去津殘留濃度已經(jīng)低于檢測(cè)限,pH9.0時(shí)48h后莠去津降解率為85.8%,pH5.0時(shí)沒有降解效果。不同條件下降解速率大小為100mg/L 10mg/L1mg/L,30℃20℃40℃, pH7.0pH9.0pH5.0。UPLC-Q-TOF-MS和HPLC-MS/MS檢測(cè)結(jié)果表明混合菌對(duì)莠去津的代謝產(chǎn)物包括羥基莠去津、N-異丙基三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸以及脲基甲酸鹽,混合菌對(duì)莠去津的降解屬于礦化過(guò)程,涉及脫氯水解、脫烷基、脫胺水解、開環(huán)等作用方式。毒理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,混合菌對(duì)莠去津的降解為解毒過(guò)程。水培試驗(yàn)中,與單獨(dú)添加莠去津處理組比較,加菌加莠去津處理中水稻株高、鮮重、和干重的抑制率分別減少了39.6%、40.0%、40.9%,與對(duì)照處理基本一致；土壤試驗(yàn)中,與添加莠去津處理組比較,加菌加莠去津處理中水稻株高、鮮重、干重的抑制率分別減少了30.3%、33.3%、14.2%,與對(duì)照處理基本一致。試驗(yàn)結(jié)果表明加入混合菌可以有效降低莠去津?qū)λ旧L(zhǎng)的抑制。
【關(guān)鍵詞】：莠去津 微生物降解 降解途徑 生物修復(fù)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X592;X172
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-23
• 1.1 莠去津的理化性質(zhì)12
• 1.2 莠去津的作用機(jī)理及應(yīng)用12-13
• 1.3 莠去津的環(huán)境行為13-18
• 1.3.1 莠去津在土壤中的吸附-解吸13-14
• 1.3.2 莠去津在環(huán)境中的遷移14-15
• 1.3.3 莠去津在環(huán)境中的降解15-18
• 1.4 莠去津的生態(tài)效應(yīng)18-21
• 1.4.1 莠去津?qū)λ鷳B(tài)系統(tǒng)的影響18-19
• 1.4.2 莠去津?qū)﹃懮鷳B(tài)系統(tǒng)的影響19-21
• 1.5 莠去津污染的修復(fù)途徑21-22
• 1.6 本研究的提出和意義22-23
• 第二章 莠去津降解菌群的富集、群落組成及降解基因的克隆23-54
• 2.1 引言23
• 2.2 材料和方法23-29
• 2.2.1 藥品試劑23-24
• 2.2.2 設(shè)備和儀器24
• 2.2.3 培養(yǎng)基24-25
• 2.2.4 莠去津降解菌的馴化25
• 2.2.5 培養(yǎng)基中莠去津的提取25-26
• 2.2.6 分離株總DNA提取及16S rDNA擴(kuò)增26-27
• 2.2.7 分離株及混合菌群莠去津降解基因的擴(kuò)增27-28
• 2.2.8 莠去津的降解實(shí)驗(yàn)28-29
• 2.3 結(jié)果與討論29-52
• 2.3.1 降解菌的馴化及其組成29-39
• 2.3.2 單一菌株對(duì)莠去津的降解及其降解基因39-52
• 2.4 小結(jié)52-54
• 第三章 莠去津的微生物降解特性54-65
• 3.1 引言54
• 3.2 材料與方法54-57
• 3.2.1 藥品試劑54-55
• 3.2.2 設(shè)備和儀器55
• 3.2.3 培養(yǎng)基55-56
• 3.2.4 降解菌菌液的制備56
• 3.2.5 莠去津微生物降解56
• 3.2.6 無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中莠去津的提取56-57
• 3.2.7 莠去津的HPLC檢測(cè)條件57
• 3.2.8 莠去津添加回收率試驗(yàn)57
• 3.3 結(jié)果與討論57-64
• 3.3.1 莠去津的添加回收率57-58
• 3.3.2 濃度對(duì)莠去津生物降解的影響58-61
• 3.3.3 溫度對(duì)莠去津生物降解的影響61-62
• 3.3.4 pH對(duì)莠去津生物降解的影響62-64
• 3.4 小結(jié)64-65
• 第四章 莠去津的微生物降解途徑65-89
• 4.1 引言65
• 4.2 材料和方法65-70
• 4.2.1 藥品試劑65-66
• 4.2.2 設(shè)備和儀器66
• 4.2.3 培養(yǎng)基66
• 4.2.4 降解菌A3的形態(tài)觀察及生理生化特征66
• 4.2.5 降解菌A3的生長(zhǎng)曲線66-67
• 4.2.6 莠去津降解產(chǎn)物的研究67
• 4.2.7 色譜條件和質(zhì)譜條件67-70
• 4.2.8 莠去津微生物代謝途徑的驗(yàn)證70
• 4.3 結(jié)果與討論70-88
• 4.3.1 降解菌A3的形態(tài)及生理生化特性71-73
• 4.3.2 降解菌A3的生長(zhǎng)曲線73
• 4.3.3 莠去津降解產(chǎn)物分析73-84
• 4.3.4 莠去津代謝途徑驗(yàn)證84-88
• 4.4 小結(jié)88-89
• 第五章 莠去津的微生物解毒89-98
• 5.1 引言89
• 5.2 材料與方法89-92
• 5.2.1 材料與藥品89-90
• 5.2.2 水培營(yíng)養(yǎng)液90
• 5.2.3 儀器與設(shè)備90
• 5.2.4 試驗(yàn)方法90-92
• 5.3 結(jié)果與討論92-97
• 5.3.1 無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中莠去津的解毒92-94
• 5.3.2 土壤中莠去津的解毒94-97
• 5.4 小結(jié)97-98
• 第六章 結(jié)論98-100
• 參考文獻(xiàn)100-114
• 致謝114

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