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阿特拉津是均三氮苯类内吸传导型除草剂,阿特拉津在世界范围内已经使用了40多年,目前仍然是应用广泛的化学除草剂之一。因其长时间大范围使用,造成大面积的土壤、地表水、地下水等环境的污染。阿特拉津在土壤和水体中的持留期较长并具有生物蓄积性,不但对粮食和食品安全构成了潜在威胁,而且会扰乱和破坏生物活性,对生态环境的影响具有全球性.本论文的研究目的是通过富集培养的方法分离阿特拉津污染土壤中的降解菌,并在国内外阿特拉津的微生物降解研究的基础上对这些降解菌的降解特性、降解基因和生物修复进行较为系统的研究。为开发和应用酶制剂提供基础。阿特拉津降解菌的分离与鉴定:从长期施用阿特拉津的玉米地中采集土样,通过富集培养的方法分离出一株能以阿特拉津为唯一碳氮源生长的细菌ADH-2,结合生理生化特性及16S rRNA基因的相似性分析将其初步鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.)。降解菌生长特性和降解特性的研究:ADH-2在淀粉和蔗糖中生长最好,对麦芽糖的利用不是很好,最适氮源为有机氮,该菌在10h内对100mg/L阿特拉津的降解率为99%,pH值4-10范围内都能有效地降解阿特拉津,降解率受通气量值影响很小。通过与本实验室另外两株阿特拉津降解菌比较,菌株ADH-2具有更好的应用潜力。ADH2以阿特拉津为唯一碳氮源生长时,降解终产物为氰尿酸。降解菌降解基因的研究:对其降解基因的初步研究显示,该菌含有trzN、atzB和atzC三个阿特拉津降解相关基因与报道的其它菌中相应序列相似性分别为99%、100%、99%;采用PCR扩增从ADH-2中可以扩增到trzN全基因序列,与C190的trzN序列相似性为99%。为了研究trzN,我们把它克隆到表达载体pET29a并转化E.coli BRL21(DE3),本研究中,大部分蛋白以包涵体的形式存在,几乎检测不到活性。为了克服这些困难,我们把trzN整合到大肠杆菌-枯草杆菌分泌表达载体pP43NMK上,该载体带有P43启动子功能片段和nprB基因信号肽编码序列,然后转化B.subtilis WB800,trzN得到了表达。该酶在20℃-30℃、pH＞6.0的条件下比较稳定;在pH7.3和30℃时显示最大的阿特拉津水解酶活性;大多数金属离子浓度在0.2 mmol/L时对其酶活有促进作用。菌株ADH-2在土壤中降解阿特拉津效果及影响因素的研究:在阿特拉津浓度约为50μg/g干土的黄棕壤,接种1.7×10~7CFU/g干土的ADH-2,10 d后接菌土壤中阿特拉津浓度都远低于对照土壤。表明ADH-2能在不同的土壤中有效降解阿特拉津,土壤水分含量对降解效果影响较大,大于20%时降解效果比较好。不同的接种量对降解效果有一定影响,pH对降解效果影响不大。