土壤中手性除草劑2，4-滴丙酸對映體選擇性降解和對映體轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、手性苯氧羧酸類除草劑廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在防治闊葉雜草、提高農(nóng)作物產(chǎn)量等過程中扮演了重要的角色。但是手性苯氧羧酸類除草劑的過量使用不僅給我們的環(huán)境帶來了污染，更對人類健康具有潛在風(fēng)險，如多個國家都在水體中檢測到其殘留超標(biāo)。由于它們的對映異構(gòu)體在除草活性、環(huán)境行為、生態(tài)毒性和生物吸收等方面都可能具有立體選擇性，因此我們需要在手性層面研究手性苯氧羧酸類除草劑的環(huán)境歸趨。目前關(guān)于手性苯氧羧酸類除草劑在土壤中對映體選擇性降解的研究已經(jīng)有過很多

2、報道，但是關(guān)于引起對映體選擇性降解的相關(guān)功能基因的研究報道還很少。
　　本文以典型手性苯氧羧酸除草劑2，4-滴丙酸外消旋體、R型對映體和S型對映體為研究對象，研究了它們在經(jīng)過篩選的四種土壤中的降解動力學(xué)、對映體選擇性降解和對映體轉(zhuǎn)化，并分析了土壤基本理化性質(zhì)與對映體選擇性之間的相關(guān)性。同時，對培養(yǎng)過程中功能基因rdpA和sdpA的相對豐度變化做了初步探索，主要研究結(jié)果如下:
　　(1) Rac-2，4-滴丙酸，R-2，4-滴

3、丙酸和S-2，4-滴丙酸在土壤中的降解均符合一級反應(yīng)動力學(xué)模型，滅菌土壤中的降解速率遠(yuǎn)小于非滅菌土壤，說明它在土壤中以微生物降解為主要降解方式。2，4-滴丙酸在不同類型土壤中降解時表現(xiàn)出了不同的對映體選擇性，森林土（安徽）和菜地土（浙江寧波）中R型對映體被優(yōu)先降解，水稻土（浙江寧波）中S型對映體被優(yōu)先降解，試驗田土（浙江杭州）中沒有表現(xiàn)出對映體選擇性。滅菌條件下均沒有表現(xiàn)出對映體選擇性，說明非生物降解沒有對映體選擇性。有機質(zhì)含量會影響2

4、，4-滴丙酸在土壤中的對映體選擇性，相關(guān)性分析結(jié)果說明有機質(zhì)含量的增加會促進R-2，4-滴丙酸或抑制S-2，4-滴丙酸的降解。
　　(2)森林土（安徽）中，S-2，4-滴丙酸對映體單體培養(yǎng)時沒有檢測到R-2，4滴丙酸存在，R-2,4-滴丙酸對映體單體培養(yǎng)時檢測到S-2，4-滴丙酸的生成，轉(zhuǎn)化速率kRS為1.6×10-2 d-1;其他三種土壤中，R型或S型對映體單體培養(yǎng)時，均檢測到了未添加對映體單體的生成，說明對映體之間發(fā)生了相互轉(zhuǎn)

5、化;水稻土（浙江寧波）中偏向于R型→S型對映體轉(zhuǎn)化，菜地土（浙江寧波）和試驗田土（浙江杭州）為偏向S型→R型對映體轉(zhuǎn)化，K=kRS/kSR分別為1.60，0.54和0.53。
　　(3)2，4-滴丙酸三種對映體形式分別進行添加培養(yǎng)時，四種土壤中都沒有檢測到rdpA基因，檢測到了sdpA基因;sdpA基因的相對豐度隨著培養(yǎng)時間有明顯變化，且均在2，4-滴丙酸外消旋體添加培養(yǎng)條件下出現(xiàn)峰值。sdpA基因相對豐度變化與R-，S-和Rac