本文關(guān)鍵詞：煙嘧磺隆降解菌的分離鑒定及降解特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》 2015年

煙嘧磺隆降解菌的分離鑒定及降解特性研究

周珊  

【摘要】：磺酰脲除草劑因其高效、廣譜、對(duì)哺乳動(dòng)物低毒等優(yōu)點(diǎn),自上世紀(jì)七十年代問(wèn)世以來(lái)便受到廣泛應(yīng)用。商品化的磺酰脲除草劑可通過(guò)抑制蛋白質(zhì)的合成從而阻止雜草的生長(zhǎng),其有效性使得磺酰脲除草劑的使用量在本世紀(jì)初期已占據(jù)11%的除草劑市場(chǎng)。然而由于除草劑在土壤中的殘留會(huì)對(duì)后茬作物產(chǎn)生藥害,造成重大損失,也對(duì)水生生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了威脅。采用高效及合理的方法來(lái)降解及消除土壤中殘留的除草劑,具有一定迫切性。相關(guān)研究表明,微生物及其產(chǎn)生的降解酶是解決環(huán)境中磺酰脲除草劑殘留的重要途徑,然而對(duì)于高效降解菌資源的獲取以及微生物代謝磺酰脲類除草劑的降解機(jī)制研究尚不夠深入。本研究從海洋沉積物、窖泥、農(nóng)藥污染土壤、沼液等環(huán)境樣品中分離得到多株磺酰脲類除草劑降解微生物,其中菌株LAM-WHM-ZC對(duì)煙嘧磺隆降解效率最好。該菌株能夠以煙嘧磺隆為唯一碳源的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。通過(guò)16S r RNA基因序列對(duì)比分析,菌株LAM-WHM-ZC和LAM0415分別為Kurthia屬和Bacillus屬的疑似新種。對(duì)菌株LAM-WHM-ZC和LAM0415進(jìn)行了系統(tǒng)分類學(xué)研究。根據(jù)多相分類學(xué)原則,對(duì)兩株菌進(jìn)行包括傳統(tǒng)表型特征,細(xì)胞化學(xué)組分分析和分子生物學(xué)特性等在內(nèi)的指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)分類學(xué)研究,最終,將菌株LAM-WHM-ZC和LAM0415鑒定為Oceanisphaera和Bacillus菌屬的新種,分別命名為Oceanisphaera psychrotolerans和Bacillus luzhouensis。將菌株LAM-WHM-ZC降解煙嘧磺隆的條件進(jìn)行優(yōu)化后發(fā)現(xiàn),菌株8 d內(nèi)對(duì)50 mg/L煙嘧磺隆的降解率達(dá)到83.8%。同時(shí)本研究發(fā)現(xiàn)菌株LAM-WHM-ZC還可降解如苯磺隆,胺苯磺隆,砜嘧磺隆,氯磺隆,芐嘧磺隆等多種磺酰脲類除草劑。實(shí)驗(yàn)室條件下利用菌株LAM-WHM-ZC對(duì)模擬煙嘧磺隆污染的土壤進(jìn)行修復(fù)研究,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)菌株LAM-WHM-ZC對(duì)20 mg/kg的煙嘧磺隆的污染土樣在15 d內(nèi)降解率達(dá)到73.7%。利用高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用的方法檢測(cè)菌株LAM-WHM-ZC的發(fā)酵液,得到9種代謝產(chǎn)物,并進(jìn)一步推測(cè)其降解煙嘧磺隆的代謝途徑,是通過(guò)磺酰脲橋的斷裂形成無(wú)除草活性的中間產(chǎn)物。通過(guò)Ion Torrent測(cè)序平臺(tái)得到菌株LAM-WHM-ZC的基因組信息,LAM-WHM-ZC的基因組含有3,733個(gè)基因,總長(zhǎng)度為3.348 Mb,根據(jù)基因組swiss-prot數(shù)據(jù)庫(kù)信息分析預(yù)測(cè)到9種與酯酶相關(guān)的基因。根據(jù)基因組酯酶基因的預(yù)測(cè)結(jié)果,從菌株LAM-WHM-ZC中克隆到酯酶基因e3,全長(zhǎng)774 bp,蛋白預(yù)測(cè)大小為257 Aa,該酯酶基因與現(xiàn)有基因的相似性僅為68%,該酯酶不僅有水解酶的Gly-X-Ser-X-Gly基本模序,而且有催化三聯(lián)體結(jié)構(gòu)Ser-Glu-His。將基因e3克隆、體外表達(dá)并純化后,對(duì)降解酶E3的酶活力、溫度、p H、金屬離子以及化學(xué)試劑對(duì)E3酶活力的影響進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)E3在較寬的溫度(25-60oC)和p H(7.0-8.5)范圍內(nèi)對(duì)煙嘧磺隆有較好的降解能力,說(shuō)明降解酶E3有著良好的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X172
【目錄】：

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7 陳瑋;一種抗煙嘧磺隆基因的活性域研究[D];浙江大學(xué);2012年

8 衛(wèi)正;煙嘧磺隆降解菌的篩選與代謝組學(xué)檢測(cè)[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2014年

9 胡斐;超高效磺酰脲類除草劑煙嘧磺隆的合成[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：煙嘧磺隆降解菌的分離鑒定及降解特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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