土壤中手性除草劑2，4-滴丙酸對(duì)映體選擇性降解和對(duì)映體轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、手性苯氧羧酸類除草劑廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在防治闊葉雜草、提高農(nóng)作物產(chǎn)量等過(guò)程中扮演了重要的角色。但是手性苯氧羧酸類除草劑的過(guò)量使用不僅給我們的環(huán)境帶來(lái)了污染，更對(duì)人類健康具有潛在風(fēng)險(xiǎn)，如多個(gè)國(guó)家都在水體中檢測(cè)到其殘留超標(biāo)。由于它們的對(duì)映異構(gòu)體在除草活性、環(huán)境行為、生態(tài)毒性和生物吸收等方面都可能具有立體選擇性，因此我們需要在手性層面研究手性苯氧羧酸類除草劑的環(huán)境歸趨。目前關(guān)于手性苯氧羧酸類除草劑在土壤中對(duì)映體選擇性降解的研究已經(jīng)有過(guò)很多

2、報(bào)道，但是關(guān)于引起對(duì)映體選擇性降解的相關(guān)功能基因的研究報(bào)道還很少。
　　本文以典型手性苯氧羧酸除草劑2，4-滴丙酸外消旋體、R型對(duì)映體和S型對(duì)映體為研究對(duì)象，研究了它們?cè)诮?jīng)過(guò)篩選的四種土壤中的降解動(dòng)力學(xué)、對(duì)映體選擇性降解和對(duì)映體轉(zhuǎn)化，并分析了土壤基本理化性質(zhì)與對(duì)映體選擇性之間的相關(guān)性。同時(shí)，對(duì)培養(yǎng)過(guò)程中功能基因rdpA和sdpA的相對(duì)豐度變化做了初步探索，主要研究結(jié)果如下:
　　(1) Rac-2，4-滴丙酸，R-2，4-滴

3、丙酸和S-2，4-滴丙酸在土壤中的降解均符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，滅菌土壤中的降解速率遠(yuǎn)小于非滅菌土壤，說(shuō)明它在土壤中以微生物降解為主要降解方式。2，4-滴丙酸在不同類型土壤中降解時(shí)表現(xiàn)出了不同的對(duì)映體選擇性，森林土（安徽）和菜地土（浙江寧波）中R型對(duì)映體被優(yōu)先降解，水稻土（浙江寧波）中S型對(duì)映體被優(yōu)先降解，試驗(yàn)田土（浙江杭州）中沒(méi)有表現(xiàn)出對(duì)映體選擇性。滅菌條件下均沒(méi)有表現(xiàn)出對(duì)映體選擇性，說(shuō)明非生物降解沒(méi)有對(duì)映體選擇性。有機(jī)質(zhì)含量會(huì)影響2

4、，4-滴丙酸在土壤中的對(duì)映體選擇性，相關(guān)性分析結(jié)果說(shuō)明有機(jī)質(zhì)含量的增加會(huì)促進(jìn)R-2，4-滴丙酸或抑制S-2，4-滴丙酸的降解。
　　(2)森林土（安徽）中，S-2，4-滴丙酸對(duì)映體單體培養(yǎng)時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到R-2，4滴丙酸存在，R-2,4-滴丙酸對(duì)映體單體培養(yǎng)時(shí)檢測(cè)到S-2，4-滴丙酸的生成，轉(zhuǎn)化速率kRS為1.6×10-2 d-1;其他三種土壤中，R型或S型對(duì)映體單體培養(yǎng)時(shí)，均檢測(cè)到了未添加對(duì)映體單體的生成，說(shuō)明對(duì)映體之間發(fā)生了相互轉(zhuǎn)

5、化;水稻土（浙江寧波）中偏向于R型→S型對(duì)映體轉(zhuǎn)化，菜地土（浙江寧波）和試驗(yàn)田土（浙江杭州）為偏向S型→R型對(duì)映體轉(zhuǎn)化，K=kRS/kSR分別為1.60，0.54和0.53。
　　(3)2，4-滴丙酸三種對(duì)映體形式分別進(jìn)行添加培養(yǎng)時(shí)，四種土壤中都沒(méi)有檢測(cè)到rdpA基因，檢測(cè)到了sdpA基因;sdpA基因的相對(duì)豐度隨著培養(yǎng)時(shí)間有明顯變化，且均在2，4-滴丙酸外消旋體添加培養(yǎng)條件下出現(xiàn)峰值。sdpA基因相對(duì)豐度變化與R-，S-和Rac