异丙甲草胺降解菌株Y4-6的分离、鉴定及降解特性研究

论文摘要

异丙甲草胺（Metolachlor）是一种使用非常普遍的氯代乙酰胺类除草剂,在田间对杂草的防治有非常好的效果,作为一种内吸传导型的除草剂,异丙甲草胺具有高效、选择性强和针对性强等特性。异丙甲草胺是我国用量最大的三种除草剂之一,但同时异丙甲草胺的负面效应也很明显,其土壤残留期长,严重威胁着生态环境和人体的生理健康。因此,消除异丙甲草胺的环境污染非常重要。而生物修复在去污染的过程中起到重大作用,其中微生物修复又是最主要的生物修复手段。但目前为止异丙甲草胺微生物的研究还非常少,缺乏高效的降解菌株,因此筛选高效的异丙甲草胺降解菌株和研究异丙甲草胺降解的生物学机制具有重大的理论和应用价值。在江苏某生产异丙甲草胺的农药厂污泥中采取土样,通过分离筛选的方法,得到一株高效降解异丙甲草胺的菌株,命名为Y4-6,通过对其生理生化特性、表型特征和16SrRNA基因序列相似性分析,最终将其鉴定为假黄单胞菌（Pseudoxanthomonas sp.）。菌株Y4-6在含100 mg/L的异丙甲草胺无机盐基础培养液中培养3d后,可以使异丙甲草胺降解达80%左右。菌株Y4-6降解异丙甲草胺的最适条件为：温度为30℃；pH为7.0到8.0之间。同时,接种量和降解速度成正相关性,异丙甲草胺的初始浓度太高会抑制菌株降解速率。在降解的过程中如果添加外源营养物质可以促进菌株的降解效率。通过高效液相色谱分析和质谱分析,首次鉴定了异丙甲草胺的代谢产物为CMEPA（2-甲基-6-乙基-2-氯乙酰苯胺）。土壤降解实验中,在添加了50mg/kg的异丙甲草胺的土样里,Y4-6可以在72 h内降解75%以上。在土壤降解条件的研究中,30℃温度菌株降解效果最好,在中性土壤降解效果要比酸性和碱性土壤效果好,接种量以及含水量和降解效率起到正相关性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号与缩略语说明
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1. 农药污染现状及对生态环境的影响
• 1.1 农药使用及污染现状
• 1.2 农药对生态环境的影响
• 2. 农药的微生物降解
• 2.1 降解农药的微生物类群
• 2.2 微生物降解农药的机理
• 3. 影响微生物降解的因素
• 4. 我国除草剂发展概况
• 5. 酰胺类除草剂简介及其研究进展
• 5.1 酰胺类除草剂的发展
• 5.2 酰胺类除草剂的作用机理
• 5.3 酰胺类除草剂应用概况
• 5.4 酰胺类除草剂存在的问题及展望
• 6. 异丙甲草胺研究进展
• 6.1 异丙甲草胺的结构性质
• 6.2 异丙甲草胺的作用机理和应用范围
• 6.3 异丙甲草胺降解研究进展
• 第二章 异丙甲草胺降解菌Y4-6的分离及鉴定
• 1. 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法与步骤
• 1.3 异丙甲草胺检测方法
• 1.4 降解菌株的培养特征及生理生化鉴定
• 1.5 降解菌株16SrRNA基因序列的扩增及测定
• 1.6 降解菌株系统发育地位的确定
• 1.7 菌体生长量的测定
• 2. 结果与讨论
• 2.1 异丙甲草胺降解菌的分离
• 2.2 降解菌株的菌落形态及生理生化特征
• 2.3 菌株Y4-6的16S rRNA基因序列扩增及鉴定
• 2.4 环境条件对Y4-6生长的影响
• 3. 小结
• 第三章 异丙甲草胺降解菌株Y4-6的降解特性及代谢途径的研究
• 1. 材料与方法
• 1.1 供试菌株
• 1.2 培养基与试剂
• 1.3 异丙甲草胺含量的检测方法
• 1.4 菌体生长量的测定
• 1.5 种子液的制备
• 1.6 代谢产物提取方法
• 2. 结果与讨论
• 2.1 异丙甲草胺的降解和菌株Y4-6生长的关系
• 2.2 温度对菌株Y4-6降解异丙甲草胺的影响
• 2.3 初始pH对菌株Y4-6降解异丙甲草胺的影响
• 2.4 农药初始浓度对菌株Y4-6降解异丙甲草胺的影响
• 2.5 接种量对菌株Y4-6降解异丙甲草胺的影响
• 2.6 菌株Y4-6降解异丙甲草胺中间产物分析
• 3. 小结
• 第四章 菌株Y4-6对土壤中异丙甲草胺残留的降解研究
• 1. 材料与方法
• 1.1 供试菌株
• 1.2 培养基,试剂,土壤
• 1.3 土壤中Y4-6菌株和异丙甲草胺的施用
• 1.4 土壤中异丙甲草胺的提取和检测
• 2. 结果与分析
• 2.1 Y4-6在土壤中对异丙甲草胺的降解研究
• 2.2 温度对土壤中降解异丙甲草胺的影响
• 2.3 pH对土壤中降解异丙甲草胺的影响
• 2.4 接种量对土壤中降解异丙甲草胺的影响
• 2.5 土壤含水量对土壤中降解异丙甲草胺的影响
• 3. 小结
• 参考文献
• 全文总结
• 论文创新点
• 附录一 文中所用培养基及试剂配方
• 附录二 相关DNA序列
• 致谢