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《福建农林大学》 2014年
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氟氯氰菊酯降解菌FLQ-11-1分离鉴定、降解特性及降解机理

胡桂萍  
【摘要】:拟除虫菊酯为第三代杀虫剂,其长期广泛使用产生大量残留,对作物、土壤、大气和水体等造成不同程度的污染,对人类健康也产生不容忽视的危害。农药残留已成为突出的环境和社会问题,越来越受到人们的关注。微生物降解技术是解决农药残留尤其是菊酯类农药残留的重要方法,已成为食品和环境领域的研究热点。本文从农药厂排污口污泥中富集筛选到一株对氟氯氰菊酯降解效果强的细菌,FLQ-11-1,经16S rDNA、Sherlock MIS和生理生化实验等手段,鉴定为球形赖氨酸芽孢杆菌Lysinibacillus sphaericus,并对降解菌FLQ-11-1的降解特性及降解条件进行了优化,同时通过GC-MS检测菌株FLQ-11-1在代谢过程中的代谢产物,构建代谢途径,并通过双向电泳和质谱检测技术构建菌株降解氟氯氰菊酯的蛋白表达图谱,筛选相关的降解蛋白,为阐明其降解机理提供参考,具体结果如下:1.采用富集培养法,从农药厂排污口污泥中筛选到一株以氟氯氰菊酯为唯一碳源生长的细菌,FLQ-11-1,该菌株接种于100mg/L氟氯氰菊酯的无机盐液体培养基中,35℃、170r/min培养72h后,对氟氯氰菊酯的降解率可达82%。经形态学观察,生理生化特征,16S rRNA序列分析和Sherlock MIS脂肪酸鉴定,菌株FLQ-11-1隶属于球形赖氨酸芽孢杆菌Lysinibacillus sphaericus,其同源性达到99%,Genbank的登录号为KC920738,菌株为革兰氏阳性菌,电镜下为杆状。2.通过单因素试验和响应面优化确定菌株FLQ-11-1降解氟氯氰菊酯的最佳降解条件组合:温度为35℃,pH值为7,接种量为ODnm600=1.6。同时该菌降解底物具有广谱性,5d对100 mg/L甲氰菊酯、氰戊菊酯、高效氯氰菊酯和联苯菊酯的降解率分别达到90.23%、83.17%、81.63%和60.83%。3.利用GC-MS对菌株FLQ-11-1降解氟氯氰菊酯过程的代谢物进行动态监测,结果得到4种代谢化合物,分别是3-(2,2-二氯乙烯基)-2,2-二甲基环丙基羧酸甲基酯(methyl3-(2,2-dichlorovinyl)-2,2-dimethyl-(1-cyclopropane) carboxylate),4-氟-3-苯氧基苯甲酸(4-fluoro-3-phenoxy-benzoic acid methyl ester),3-苯氧基苯甲酸甲酯(methyl-3-phenoxybenzoate),3-苯氧基苯甲醛(3-phenoxy-benzaldehyde),并根据代谢物的动态规律,推测其降解代谢途径,构建降解代谢调控图。4.通过双向电泳技术构建氟氯氰菊酯诱导下菌株FLQ-11-1的蛋白质表达图谱,与未加农药下的菌株的蛋白图谱为对照,寻找与氟氯氰菊酯降解相关的蛋白。试验结果表明,氟氯氰菊酯降解特异性蛋白点有24个,氟氯氰菊酯诱导下3倍差异的蛋白点有9个点,2倍差异蛋白质点有17个,并进行PMF图谱鉴定分析。与氟氯氰菊酯降解相关的蛋白主要为氧化还原酶,水解酶,加氢酶及过氧化物酶。聚类分析得到三个极显著差异蛋白点,蛋白点499(乙醛还原酶)、蛋白点458(醛类脱氢家族蛋白)、蛋白点617(氨基乙酰丙酸脱氢酶)。差异蛋白质Pathway通路分析得到3个与氟氯氰菊酯降解相关的代谢通路,分别是苯丙氨酸代谢(Phenylalanine Metabolism), porphyrin和chlorophyll metabolism,乙醛酸和二羧基阴离子代谢(Glyoxylate和dicarboxylate metabolism)。
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:X592;X172

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