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呋喃丹降解菌YM3的分离鉴定及降解性能研究

彭香  
【摘要】: 氨基甲酸酯类农药是一类新型的广谱杀虫、杀螨、除草剂,其中的呋喃丹具有较高毒性,在农业生产中具有重要作用并被广泛应用,由此带来的环境污染问题也倍受关注。目前国内外许多科研工作者致力于农药残留、代谢方面的研究,其中利用微生物降解农药已成为近年来的热点研究问题。本实验采用微生物富集驯化方法,从活性污泥中筛选到一株能够降解呋喃丹的细菌,研究了其生理生化特性以及在环境中的降解行为,旨在找到对呋喃丹具有高效降解能力的优势菌株,为今后进一步研究呋喃丹污染土壤的生物修复奠定基础。主要研究内容包括: 1.从山东华阳农药厂的污水处理池活性污泥中筛选获得多株能高效降解呋喃丹的菌株,从中选择长势较好的一株YM3作进一步研究。通过形态学、生理生化和16S rDNA序列同源性分析,将其鉴定为副球菌属(Paracoccus sp. YM3)。其16S rDNA基因序列在GenBank中的注册号为EU309677。 2.确定了细菌YM3的最佳生长条件。YM3能以呋喃丹作为唯一的碳源进行生长,最佳生长条件为:pH 7.0,温度30?C,且通气量对菌体的生长有重要影响。 3.在纯培养条件下,运用紫外可见分光光度法(UV-Vis)、高效液相色谱(HPLC)法和薄层色谱(TLC)法分别测定了该菌株对呋喃丹的降解性能。在pH 7.0和30?C条件下,细菌YM3能将50 mg/L的呋喃丹在6天内完全降解。同时也检测出呋喃酚是最主要的降解中间产物,该产物不发生进一步降解。 研究了底物初始浓度、温度、pH、接种量及外加碳源对降解的影响。实验结果表明:以呋喃丹为唯一碳源,pH 7.0、30?C时该菌的降解效果最好;提高接种量可以明显加快呋喃丹的降解;底物浓度过高对降解性能有一定影响;外加碳源能够明显促进菌株的降解能力。该实验为进一步研究氨基甲酸酯类农药污染土壤的生物修复提供一定的理论依据。 4.采用渗透休克的方法对该菌呋喃丹降解酶进行了初步的定位,研究表明降解酶主要定域在细胞膜内,属于胞内酶。运用SDS-PAGE对诱导和非诱导条件下菌体的全细胞蛋白质电泳分析表明,呋喃丹降解酶在副球菌YM3中可能为诱导型表达。 5.研究了菌株YM3在土壤中对农药的降解情况,实验证明YM3能够在12天内降解80%以上的呋喃丹。烟草过敏性反应实验发现供试烟草(NC89)对于YM3未产生过敏性枯斑,初步判定YM3对植株不具有致病性。该菌还能够降解灭多威、高效氯氰菊酯等农药,具有较为广泛的底物谱,显示出其在被污染环境修复中的应用潜力。


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