论文部分内容阅读
氯嘧磺隆是美国杜邦公司于20世纪80年代开发并研制出来的一种低毒、广谱的选择性内吸传导型磺酰脲类除草剂,主要应用于防除大豆、玉米和水稻等田地的阔叶杂草和部分禾本科杂草。长期大量频繁的使用氯嘧磺隆,会引起杂草的抗药性,同时对轮种作物造成一定药害,污染农田土壤及其周围水体,对人类健康产生威胁。本文以分离筛选出的氯嘧磺隆降解菌为对象,研究分离株对氯嘧磺隆的降解特性并揭示其可能的降解途径。主要研究结果如下：从污染的土壤中筛选到一株以氯嘧磺隆为唯一氮源的细菌D,通过形态特征和16S rDNA序列分析鉴定为克雷伯氏菌属(klebsiella sp.),命名为klebsiella sp.D。分离株D对氯嘧磺隆的降解主要受底物浓度、温度和pH值等因素的影响,分离株D对氯嘧磺隆的降解符合一级动力学方程,在pH 7.0,30℃条件下,1、10、100 mg/L氯嘧磺隆的降解半衰期分别为0.93 d、4.08 d、27.40 d；在30℃条件下,pH 5.0、7.0和9.0时,分离株D对10 mg/L氯嘧磺隆的降解半衰期分别为2.99 d、3.91 d和6.20 d；20℃、30℃和40℃时分离株D对10 mg/L氯嘧磺隆的降解半衰期分别为23.31 d、4.08 d和0.37 d。综合考虑各方面因素,在不同条件下分离株D对氯嘧磺隆的降解作用大小依次为pH7.0>pH9.0>pH5.0, 100 mg/L> 10 mg/L> 1 mg/L,30℃>40℃>20℃。HPLC-MS/MS分析结果表明分离株D主要将氯嘧磺隆降解为两种产物：邻磺酰苯甲酸亚胺和2-氨基-4-氯-6-甲氧基嘧啶。分离株D对氯嘧磺隆的降解途径：首先,氯嘧磺隆磺的酰脲桥键断裂生成2-氨基-4-氯-6-甲氧基嘧啶和邻磺酰胺苯甲酸乙酯,其中,2-氨基-4-氯-6-甲氧基嘧啶最终可能会完全降解为水和二氧化碳；邻磺酰胺苯甲酸乙酯通过水解作用转化为邻磺酰胺苯甲酸,接着通过环化作用转化为邻磺酰苯甲酸亚胺。另外,邻磺酰胺苯甲酸乙酯也可能会被氧化成邻甲酸乙酯苯磺酰基异氰酸酯。实验结果表明,菌株D对氯嘧磺隆的降解为解毒过程。与未加入菌株D对照相比,加入降解菌D处理后玉米的株高、鲜重和干重的抑制率分别减少了51.25%、36.83%和23.40%,表明加入降解菌D可以有效降低氯嘧磺隆对玉米生长的抑制。