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《华中农业大学》 2015年
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烟嘧磺隆降解菌的分离鉴定及降解特性研究

周珊  
【摘要】:磺酰脲除草剂因其高效、广谱、对哺乳动物低毒等优点,自上世纪七十年代问世以来便受到广泛应用。商品化的磺酰脲除草剂可通过抑制蛋白质的合成从而阻止杂草的生长,其有效性使得磺酰脲除草剂的使用量在本世纪初期已占据11%的除草剂市场。然而由于除草剂在土壤中的残留会对后茬作物产生药害,造成重大损失,也对水生生态环境构成了威胁。采用高效及合理的方法来降解及消除土壤中残留的除草剂,具有一定迫切性。相关研究表明,微生物及其产生的降解酶是解决环境中磺酰脲除草剂残留的重要途径,然而对于高效降解菌资源的获取以及微生物代谢磺酰脲类除草剂的降解机制研究尚不够深入。本研究从海洋沉积物、窖泥、农药污染土壤、沼液等环境样品中分离得到多株磺酰脲类除草剂降解微生物,其中菌株LAM-WHM-ZC对烟嘧磺隆降解效率最好。该菌株能够以烟嘧磺隆为唯一碳源的无机盐培养基中生长。通过16S r RNA基因序列对比分析,菌株LAM-WHM-ZC和LAM0415分别为Kurthia属和Bacillus属的疑似新种。对菌株LAM-WHM-ZC和LAM0415进行了系统分类学研究。根据多相分类学原则,对两株菌进行包括传统表型特征,细胞化学组分分析和分子生物学特性等在内的指标进行系统分类学研究,最终,将菌株LAM-WHM-ZC和LAM0415鉴定为Oceanisphaera和Bacillus菌属的新种,分别命名为Oceanisphaera psychrotolerans和Bacillus luzhouensis。将菌株LAM-WHM-ZC降解烟嘧磺隆的条件进行优化后发现,菌株8 d内对50 mg/L烟嘧磺隆的降解率达到83.8%。同时本研究发现菌株LAM-WHM-ZC还可降解如苯磺隆,胺苯磺隆,砜嘧磺隆,氯磺隆,苄嘧磺隆等多种磺酰脲类除草剂。实验室条件下利用菌株LAM-WHM-ZC对模拟烟嘧磺隆污染的土壤进行修复研究,实验发现菌株LAM-WHM-ZC对20 mg/kg的烟嘧磺隆的污染土样在15 d内降解率达到73.7%。利用高效液相色谱质谱联用的方法检测菌株LAM-WHM-ZC的发酵液,得到9种代谢产物,并进一步推测其降解烟嘧磺隆的代谢途径,是通过磺酰脲桥的断裂形成无除草活性的中间产物。通过Ion Torrent测序平台得到菌株LAM-WHM-ZC的基因组信息,LAM-WHM-ZC的基因组含有3,733个基因,总长度为3.348 Mb,根据基因组swiss-prot数据库信息分析预测到9种与酯酶相关的基因。根据基因组酯酶基因的预测结果,从菌株LAM-WHM-ZC中克隆到酯酶基因e3,全长774 bp,蛋白预测大小为257 Aa,该酯酶基因与现有基因的相似性仅为68%,该酯酶不仅有水解酶的Gly-X-Ser-X-Gly基本模序,而且有催化三联体结构Ser-Glu-His。将基因e3克隆、体外表达并纯化后,对降解酶E3的酶活力、温度、p H、金属离子以及化学试剂对E3酶活力的影响进行了研究,发现E3在较宽的温度(25-60oC)和p H(7.0-8.5)范围内对烟嘧磺隆有较好的降解能力,说明降解酶E3有着良好的应用前景。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X172

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 叶发兵;董元彦;周鹏;莫小曼;胡先文;;磺酰脲除草剂与过氧化氢酶的相互作用[J];光谱学与光谱分析;2006年09期
2 ;Bioavailability of bound residue derived from ~(14)C-labeled chlorsulfuron in soil and its mechanism of phytotoxicity[J];Journal of Environmental Sciences;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 阮志勇;醚磺隆降解菌的分离鉴定、基因组学分析及其降解特性研究[D];华中农业大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 朱亚伟;磺酰脲类除草剂苄嘧磺隆对水稻田微生物种群和酶活性的影响及其降解菌的分离、鉴定[D];浙江大学;2005年
2 李丽;氯嘧磺隆高效降解菌的分离筛选及其生物学特性研究[D];中国农业科学院;2008年
3 邹月利;除草剂氯嘧磺隆的微生物降解机制及代谢产物研究[D];东北农业大学;2012年
4 郭健;氯嘧磺隆降解菌N80的降解特性及污染土壤修复作用研究[D];吉林农业大学;2012年
5 陈磊;氯嘧磺隆对两种土壤中细菌和氨氧化细菌amoA基因多样性的影响[D];南京农业大学;2012年
6 卫正;烟嘧磺隆降解菌的筛选与代谢组学检测[D];中国农业科学院;2014年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张海滨;沈书群;田昌明;周昌宏;;有机中间体3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸的合成改进[J];安徽化工;2006年03期
2 游红涛;;农药污染对土壤微生物多样性影响研究综述[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年09期
3 朱美霞,刘海清,张月永;应用RAPD-PCR分析棉花A基因组的起源与进化[J];安徽农业科学;2004年06期
4 石兆勇;王发园;;农药污染对微生物多样性的影响[J];安徽农业科学;2007年19期
5 温洪宇;韩宝平;周玉楼;吕爱军;杨柳;;嗜盐菌HBCC-3的培养特性及系统发育学分析[J];安徽农业科学;2008年14期
6 叶发兵;刘永红;黄春保;熊绪杰;董元彦;;除草剂甲磺隆·苄嘧磺隆与过氧化氢酶相互作用对其活性的影响[J];安徽农业科学;2009年16期
7 热娜·米吉提;古丽斯玛依·艾拜都拉;苏豫梅;周秀文;李越中;乌斯满·依米提;;新疆饲料乳酸菌的多样性与系统进化分析[J];安徽农业科学;2012年06期
8 李政红;马琳娜;何泽;张胜;王文中;于娟;王丽娟;曹文庚;;耐铬菌群特性及其修复土壤铬污染的条件优化[J];安徽农业科学;2012年12期
9 付佑胜;刘伟中;赵桂东;;淮安地区小麦田化学除草研究进展[J];现代农业科技;2009年21期
10 邓书湛;刘若余;;关中奶山羊线粒体Cyt b基因遗传多样性研究[J];现代农业科技;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛梦林;;冬枣采后黑斑病拮抗菌的筛选与鉴定[A];微生物实用技术生态环境应用学术研讨会论文集[C];2008年
2 苏智慧;;大步甲虫亚科的平行进化和快速形态分化(英文)[A];生命科学与生物技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
3 ;Species Discrimination of Four Crabs (Genus Scylla) by Mitochondrial COI Gene[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
4 蔡旭;方伟武;;基于极大似然估计的分子序列修正Kimura双参数距离[A];中国运筹学会第七届学术交流会论文集(中卷)[C];2004年
5 ;A simple method for constructing phylogenetic tree[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集(第2卷)[C];2005年
6 ;Molecular evolution of Clupeidae fishes ( Osteichthyes:Clupeiformes) :information obtained from Genbank database[A];生物技术对水产业的促进作用——2005水产科技论坛论文集[C];2005年
7 黄族豪;刘迺发;张立勋;张旭;;两种锦鸡线粒体控制区基因序列分析及其分类讨论[A];第八届中国动物学会鸟类学分会全国代表大会暨第六届海峡两岸鸟类学研讨会论文集[C];2005年
8 曹坳程;王秋霞;郭美霞;;当前除草剂的应用与面临的挑战[A];植物保护与现代农业——中国植物保护学会2007年学术年会论文集[C];2007年
9 晁志;廖婧;梁镇标;张亮;李军德;黄璐琦;;金钱白花蛇及其混伪品的DNA条形码鉴定(英文)[A];第十一届全国青年药学工作者最新科研成果交流会论文集[C];2012年
10 HOU Dianyun;SONG Jingyuan;YAO Hui;HAN Jianping;PANG Xiaohui;SHI Linchun;YANG Pei;WANG Xiaochen;CHEN Shilin;;Molecular Identification of Corni Fructus Using DNA Barcoding[A];第十五届中国科协年会第21分会场:中药与天然药物现代研究学术研讨会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭雪江;睾丸蛋白表达谱的研究[D];南京医科大学;2009年
2 张成玲;烟草脉带花叶病毒、芜菁花叶病毒和马铃薯Y病毒的遗传结构分析[D];山东农业大学;2010年
3 于红;牡蛎良种选育的遗传学基础研究[D];中国海洋大学;2010年
4 伊珍珍;旋唇纲、寡膜纲和前口纲纤毛虫原生动物研究[D];中国海洋大学;2009年
5 徐大庆;黄色短杆菌载体系统的构建及其产L-缬氨酸代谢工程育种的初步研究[D];江南大学;2010年
6 李敏;异翅亚目DNA条形码,谱系生物地理学及花蝽科(狭义)分子系统发育研究[D];南开大学;2010年
7 曹轶;深海微生物多样性和嗜盐古菌乙醇代谢相关酶基因研究[D];浙江大学;2010年
8 郇志博;黑龙江省大豆田稗草对精喹禾灵的抗性研究[D];山东农业大学;2011年
9 高兆明;红树林纤维素降解菌和菌群及其相关酶类的研究[D];山东大学;2011年
10 刘志勇;蜜蜂性等位基因csd多态性研究[D];江西农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹丹;葡萄糖基脲类衍生物的合成及除草活性研究[D];华中农业大学;2010年
2 张威;阿特拉津对几种水生植物的毒理效应及降解研究[D];华中农业大学;2010年
3 胡佳;鲟形目部分种类基于线粒体COⅠ基因的分子进化研究[D];华中农业大学;2010年
4 李悦;中国莴苣属及其近缘属植物系统学关系的初步研究[D];郑州大学;2010年
5 张俊珺;吡啶基三唑衍生物的合成及其铜配合物的结构与性能研究[D];湘潭大学;2010年
6 陶娟;基于线粒体基因序列探讨广义花臭蛙种群遗传结构[D];河南师范大学;2010年
7 李晓甜;光谱法研究生物大分子与小分子相互作用[D];河南师范大学;2010年
8 张雪兵;醉马草内生菌杀虫活性及其多样性研究[D];新疆农业大学;2010年
9 颜刚;长翅目蝎蛉科昆虫分子系统发育及单角蝎蛉物种分子界定[D];西北农林科技大学;2010年
10 匡叶叶;麋鹿AFLP分子标记系统的建立及其遗传多样性评估[D];浙江大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张蓉,岳永德,花日茂,汤锋,曹德菊,操海群,李学德;磺酰脲类除草剂在环境中的转归和影响[J];安徽农业科学;2003年06期
2 张蓉;岳永德;花日茂;汤峰;;高效薄层析技术测定5种磺酰脲类除草剂方法有效性研究[J];安徽农业大学学报;2008年04期
3 孙中涛,闫艳春,姚良同,田林茂;R-工程菌表达产物酯酶B1的纯化及其特性[J];安全与环境学报;2003年06期
4 富丽静,王雷,宋文华;复合微生物在高密度主养鲫池塘中的应用[J];水产科学;2002年01期
5 侯颖,孙军德,徐建强,徐超蕾;养殖水体中高效氨氮降解菌的分离与鉴定[J];水产科学;2005年10期
6 闻长虹;磺酰脲类除草剂的微生物降解与转化[J];池州师专学报;2004年05期
7 闫春秀,赵长山,刘亚光;微生物降解长残效除草剂的研究进展[J];东北农业大学学报;2005年05期
8 李霞;韩玉军;陶波;;氯嘧磺隆在不同pH下的水解动力学研究[J];东北农业大学学报;2011年04期
9 陶波,苏少泉,刘金宇;农作物对磺酰脲类除草剂耐性的研究[J];东北农业大学学报;1995年02期
10 关靓;赵敏;;氯嘧磺隆高效降解菌的分离、鉴定及其降解特性[J];东北林业大学学报;2009年06期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 任丽萍;四种农药在环境水体中降解研究[D];中国农业大学;2004年
2 滕春红;氯嘧磺隆对土壤微生态的影响及其高效降解真菌的研究[D];东北农业大学;2006年
3 张伟;五种磺酰脲类除草剂在土壤中的环境行为[D];西南大学;2007年
4 翟逸;拟除虫菊酯降解酶基因的克隆及酶学性质研究[D];中国农业科学院;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 张淑英;气相色谱法测定土壤中豆磺隆残留方法研究[D];东北农业大学;2000年
2 高爽;除草剂安全剂AU2对氯嘧磺隆残留解毒效应的研究[D];东北农业大学;2002年
3 黄新发;除草剂靶标乙酰乳酸合成酶对抑制剂敏感性及其分子机理的初步研究[D];浙江大学;2003年
4 刘辉;霉菌对磺酰脲除草剂残留解毒效应的研究[D];东北农业大学;2003年
5 贾继元;铅与苄嘧磺隆复合污染对苄嘧磺隆的降解及土壤微生物生物量的影响[D];浙江大学;2005年
6 宋艳宇;氯嘧磺隆在大豆田的残留动态及其降解菌的特性研究[D];吉林农业大学;2006年
7 杨亚君;水体中烟嘧磺隆的微生物降解代谢研究[D];河北农业大学;2008年
8 步海燕;新型除草剂甲硫嘧磺隆在液相中的降解与代谢研究[D];华中师范大学;2008年
9 朱连丹;土壤残留氯嘧磺隆降解菌的筛选[D];吉林农业大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 齐萌;赵斌;董金皋;张金林;;烟嘧磺隆降解菌株的筛选及其降解特性初探[J];农药学学报;2014年03期
2 齐萌;敖兰;商爱萍;张金林;;烟嘧磺隆高效降解菌株的筛选及其降解特性研究[J];河北农业大学学报;2014年04期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 曹世东;邢福静;;新型超高效除草剂烟嘧磺隆的开发研究[A];中国化工学会农药专业委员会第八届年会论文集[C];1996年
2 高素贞;曹永周;吕岩;;许昌市玉米田烟嘧磺隆药害发生原因与控制对策[A];河南省植保学会第九次、河南省昆虫学会第八次、河南省植病学会第三次会员代表大会暨学术讨论会论文集[C];2009年
3 薛龙毅;李艳丽;赵秋芬;杨型明;;烟嘧磺隆产生药害的原因分析[A];河南省植保学会第十次、河南省昆虫学会第九次、河南省植病学会第四次会员代表大会暨学术讨论会论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 特约记者 张为农;国产烟嘧磺隆成为市场热点[N];农资导报;2009年
2 刘刚;国内掀起烟嘧磺隆原药登记热潮[N];农资导报;2007年
3 孙家衡;玉米田化除谨防药害[N];江苏农业科技报;2009年
4 由耀训;玉米田三大茎叶除草剂谁占鳌头[N];江苏农业科技报;2013年
5 世龙;除草剂市场涌现后起之秀[N];江苏农业科技报;2013年
6 陶明星;除草剂市场亟待开发[N];经理日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 周珊;烟嘧磺隆降解菌的分离鉴定及降解特性研究[D];华中农业大学;2015年
2 胡海军;糯玉米抗烟嘧磺隆基因的定位及生物信息学分析[D];沈阳农业大学;2014年
3 刘开林;土壤中可电离农药烟嘧磺隆和多菌灵生物有效性[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 徐加利;烟嘧磺隆油悬剂的研制及其应用技术研究[D];山东农业大学;2005年
2 万丽;烟嘧磺隆的光解与水解特性研究[D];吉林农业大学;2011年
3 董晓雯;烟嘧磺隆对不同玉米品种的安全性研究[D];山东农业大学;2007年
4 杨亚君;水体中烟嘧磺隆的微生物降解代谢研究[D];河北农业大学;2008年
5 胡超;春玉米对烟嘧磺隆敏感性的研究[D];东北农业大学;2011年
6 姜咏芳;有机硅助剂对烟嘧磺隆增效作用及其增效机理初步研究[D];山东农业大学;2008年
7 陈玮;一种抗烟嘧磺隆基因的活性域研究[D];浙江大学;2012年
8 卫正;烟嘧磺隆降解菌的筛选与代谢组学检测[D];中国农业科学院;2014年
9 胡斐;超高效磺酰脲类除草剂烟嘧磺隆的合成[D];浙江工业大学;2014年
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