高效氯氟氰菊酯降解菌分离鉴定及降解性能研究

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拟除虫菊酯类农药目前已广泛应用于防治农业及家庭卫生害虫,其残留问题及其危害也越来越严重。而农药生物降解作为去除农药污染的有效手段,逐渐成为环境科学研究的热点。微生物作为生物修复中的主体,对农药残留的降解起着重要作用。本研究通过富集筛选的方法,以高效氯氟氰菊酯为唯一碳源,筛选得到一株高效降解菌,并对其相关特性进行了研究。本研究所得结果如下:(1)从福建安溪长期受农药污染的铁观音茶园土壤里分离出三株能够降解高效氯氟氰菊酯农药的细菌,其中菌株F-3的降解率最高。经形态学,生理生化和16SrDNA鉴定,确定其为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginos)。(2)对菌株F-3的生物学特性进行了研究。确定该菌株生长的最适pH为8.0,温度为30℃;在牛肉膏蛋白胨培养基中,培养24h开始进入对数生长期;能够耐受浓度为1500mg·L-1的高效氯氟氰菊酯,且菌株F-3在高效氯氟氰菊酯浓度为300-500mg·L-1之间生长最好。(3)通过摇瓶试验,采用单因素试验对菌株降解的最优环境条件进行了研究,结果显示,菌株F-3最适降解条件为温度30℃、pH8.0、接种量5%、高效氯氟氰菊酯最佳底物浓度为500mg·L-1,最佳通气量为90ml/300ml。在该条件下,菌株F-3对高效氯氟氰菊酯的降解率可达75%。(4)研究菌株F-3对农药的降解谱。在优化条件下,菌株F-3对高效氯氟氰菊酯、甲氰菊酯、氯氰菊酯、联苯菊酯、草甘膦和克百威的降解情况进行研究结果显示,菌株F-3在高效氯氟氰菊酯农药浓度为100mg·L-1时降解率达80.51%。该菌株对甲氰菊酯、氯氰菊酯、联苯菊酯、草甘膦,克百威均有降解效果,经过5d降解,初始浓度为100mg·L-1时,对氯氰菊酯、甲氰菊酯、联苯菊酯、草甘膦,克百威降解率分别达到67.29%,69.70%,45.47%,24.94%,和15.69%。经过5d降解,初始浓度为200mg·L-1时,对高效氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、甲氰菊酯、联苯菊酯、草甘膦,克百威降解率分别达到68.81%,59.16%,61.35%,38.21%,20.62%和11.37%。在相同农药浓度情况下,三株菌株联合降解农药效果比单个菌株降解的效果好。菌株F-3对农药的降解谱广,对今后开展土壤生物修复研究奠定了一定基础。(5)对菌株F-3降解酶基因进行了初步研究。以菌株F-3基因组DNA为模板,进行降解酶基因片段的扩增,得一条大小约1800bp的片段。
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