煙嘧磺隆降解菌的分離鑒定及降解特性研究.pdf

1、磺酰脲除草劑因其高效、廣譜、對哺乳動物低毒等優(yōu)點，自上世紀七十年代問世以來便受到廣泛應用。商品化的磺酰脲除草劑可通過抑制蛋白質(zhì)的合成從而阻止雜草的生長，其有效性使得磺酰脲除草劑的使用量在本世紀初期己占據(jù)11％的除草劑市場。然而由于除草劑在土壤中的殘留會對后茬作物產(chǎn)生藥害，造成重大損失，也對水生生態(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

2、劑殘留的重要途徑，然而對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機鹽培養(yǎng)基中生長。通過16SrRNA基因序列對比分析，菌株LAM-WHM-ZC和LAM0415分別為Kurthia屬和Bacillus屬的疑似新種。

3、對菌株LAM-WHM-ZC和LAM0415進行了系統(tǒng)分類學研究。根據(jù)多相分類學原則，對兩株菌進行包括傳統(tǒng)表型特征，細胞化學組分分析和分子生物學特性等在內(nèi)的指標進行系統(tǒng)分類學研究，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Oceanisphaerapsychrotolerans和Bacillus luzhouensis。將菌株LAM-WHM-ZC降解煙嘧磺隆的條

4、件進行優(yōu)化后發(fā)現(xiàn)，菌株8d內(nèi)對50 mg/L煙嘧磺隆的降解率達到83.8％。同時本研究發(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。實驗室條件下利用菌株LAM-WHM-ZC對模擬煙嘧磺隆污染的土壤進行修復研究，實驗發(fā)現(xiàn)菌株LAM-WHM-ZC對20 mg/kg的煙嘧磺隆的污染土樣在15d內(nèi)降解率達到73.7％。利用高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用的方法檢測菌株LAM-WHM-ZC的發(fā)酵液，得

5、到9種代謝產(chǎn)物，并進一步推測其降解煙嘧磺隆的代謝途徑，是通過磺酰脲橋的斷裂形成無除草活性的中間產(chǎn)物。通過Ion Torrent測序平臺得到菌株LAM-WHM-ZC的基因組信息，LAM-WHM-ZC的基因組含有3，733個基因，總長度為3.348 Mb，根據(jù)基因組swiss-prot數(shù)據(jù)庫信息分析預測到9種與酯酶相關(guān)的基因。根據(jù)基因組酯酶基因的預測結(jié)果，從菌株LAM-WHM-ZC中克隆到酯酶基因e3，全長774 bp，蛋白預測大小為257