有機磷農(nóng)藥殘留高效降解微生物的篩選、鑒定及降解機理研究.pdf

1、有機磷農(nóng)藥毒死蜱是目前全世界生產(chǎn)和銷售量最大的殺蟲劑之一，由此帶來的環(huán)境污染問題也受到人們的普遍關(guān)注。國內(nèi)外對毒死蜱的微生物降解進行了較為廣泛的研究，對于其主要降解途徑有了初步的了解，但尚未有將毒死蜱完全降解或礦化的高效降解菌的研究報道。 本研究應(yīng)用微生物富集馴化方法，篩選分離到多株毒死蜱徹底降解細(xì)菌和真菌，對其降解特性和降解機理進行研究；并對毒死蜱降解菌的混合培養(yǎng)及其降解酶的降解特性進行了探討。主要研究內(nèi)容加下： 1．

2、從三個農(nóng)藥廠的污水處理池活性污泥中篩選獲得多株能高效降解毒死蜱的細(xì)菌DM、TRP、TCR和真菌TCF，通過形態(tài)學(xué)、生理生化和16S/18S rDNA序列同源性分析，將其分別鑒定為副球菌屬(Paracoccus sp．DM/TRP)、沙雷菌屬(Serratia sp．TCR．)和絲孢酵母屬(Trichosporon sp．TCF)；其16S/18S rDNA基因序列在GenBank中的注冊號分別EF070123、EF070124、EF07

3、0125和EF091819。 2．在純培養(yǎng)條件下，運用紫外可見分光光度法(UV-Vis)、氣相色譜法(GC-FPD)和高效液相色譜(HPLC)法，分別測定了各菌株對毒死蜱及其降解中間產(chǎn)物三氯吡啶酚的降解性能。在pH 7和30℃條件下，細(xì)菌DM和TRP都能同時將50mg/L的毒死蜱和三氯吡啶酚在5天內(nèi)完全降解；細(xì)菌RCR只能將毒死蜱轉(zhuǎn)化為三氯吡啶酚；真菌TCF能將50mg/L的三氯吡啶酚在4天內(nèi)完全礦化，也能將50mg/L的毒死蜱

4、在7天內(nèi)降解。測定了不同接種量、外加碳源、溫度、pH及毒死蜱濃度對菌株降解能力和菌體生長的影響。結(jié)果表明：以毒死蜱為唯一碳源、接種量0.15～0.3g/L、溫度15～35℃、pH 7～9、毒死蜱濃度25～200mg/L時，各菌株的降解效果較好；外加碳源會顯著增強微生物對毒死蜱的降解。 3．沙雷菌(Serratia sp．)TCR．和絲孢酵母(Trichosporon sp．)TCF共培養(yǎng)后，能顯著增強其對毒死蜱的降解能力，50m

5、g/L，的毒死蜱在18小時內(nèi)即可被完全礦化；再與副球菌(Paracoccus sp．)TRP混合培養(yǎng)后，12小時可完全降解50mg/L的毒死蜱。在含50mg/L毒死蜱的液體培養(yǎng)條件下，混合培養(yǎng)菌的最適降解條件為：接種量0.15g/L、溫度30℃、pH 8、外加碳源(蔗糖)0.5％。 4．對毒死蜱降解的微生物代謝途徑，通過氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)、高效液相色譜(HPLC)和薄層色譜(TLC)分析表明，三氯吡啶酚是最主要的降

6、解中間產(chǎn)物。細(xì)菌DM、TRP和真菌TCF都能以三氯吡啶酚或吡啶為唯一碳源或氮源生長，表明降解過程中伴隨著吡啶環(huán)的斷裂，最終徹底礦化成二氧化碳和水。各菌株還可降解三氯吡啶酚、吡啶、甲基對硫磷、克百威等，具有較為廣泛的底物譜，顯示出其在被污染環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用潛力。 5．運用SDS．PAGE和Native-PAGE對誘導(dǎo)和非誘導(dǎo)條件下菌體的全細(xì)胞蛋白質(zhì)電泳分析表明，毒死蜱降解酶在副球菌DM、TRP中可能為誘導(dǎo)型表達(dá)，而在沙雷菌TCR和