阿特拉津降解菌DNS32的降解機(jī)理及其環(huán)境響應(yīng)特征.pdf

1、目前生物修復(fù)法因其高效、操作簡單等特點(diǎn)，已成為阿特拉津污染土壤修復(fù)的主要方法。在黑龍江省，阿特拉津使用量大，對寒地黑土區(qū)的耕地造成嚴(yán)重污染，對我國的糧食安全問題構(gòu)成威脅，因此有必要針對東北寒地黑土區(qū)的阿特拉津污染環(huán)境的微生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行研究，篩選出在實(shí)際修復(fù)應(yīng)用中具有優(yōu)勢的降解菌種。本實(shí)驗(yàn)在長期施用阿特拉津的寒地黑土中篩選出一株可以利用阿特拉津做為氮源生長的降解菌株DNS32，研究了其基本降解特性及降解途徑，并對其阿特拉津氧化脅迫的響應(yīng)

2、特征及氮源響應(yīng)特征進(jìn)行研究，主要內(nèi)容如下：
　　 研究阿特拉津降解菌株DNS32的菌種分類、降解特性及降解途徑，豐富阿特拉津降解菌菌種資源。測定了菌株DNS32的基本降解特性，通過16S rRNA序列分析進(jìn)行分類鑒定，并通過阿特拉津降解基因PCR擴(kuò)增技術(shù)及降解產(chǎn)物生成量的測定，進(jìn)一步揭示其降解途徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)DNS32菌株具有較好的降解能力，在阿特拉津濃度為100 mg/L的培養(yǎng)液中，48 h的降解率可達(dá)97.63％，且在相對

3、較低溫度下也具有一定的降解能力，在5℃時(shí)，對阿特拉津的降解率仍為18.12％。16S rRNA序列分析結(jié)果表明DNS32與魯氏不動(dòng)桿菌(Acinetobacter lwoffii)16S rRNA序列同源性高達(dá)99％。成功地?cái)U(kuò)增了降解基因trzN、atzB及atzC，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明DNS32遵循Arthrobacter aurescens TC1的降解模式，可將阿特拉津降解為氰尿酸，降解產(chǎn)物的生成量測定也證明了這一點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果豐富了阿特拉

4、津降解菌菌種資源，為不動(dòng)桿菌屬的阿特拉津降解菌研究提供了參考。
　　 研究阿特拉津降解菌抗氧化酶系對阿特拉津污染的氧化應(yīng)激響應(yīng)特征對于菌株的實(shí)際修復(fù)應(yīng)用具有重要意義。Acinetobacter lwoffii DNS32和Staphylococcus aureus R2經(jīng)阿特拉津處理后，于0、6、12和24 h取樣測定SOD、CAT、GST活性和T-AOC。結(jié)果表明：暴露6 h，兩菌株T-AOC受到誘導(dǎo)，SOD、CAT和GST活

5、性最大誘導(dǎo)率分別為111.26％和55.47％，72.79％和61.61％，33.35％和52.76％。暴露24h，DNS32菌株的SOD及CAT活性受到誘導(dǎo)，GST及T-AOC受到抑制，而R2菌株的SOD、CAT、GST活性和T-AOC均受到抑制。與非阿特拉津降解菌株R2相比，DNS32菌株對阿特拉津氧化脅迫的耐受性相對較高，去除有毒有害物質(zhì)的能力更強(qiáng)。DNS32菌株在應(yīng)用于實(shí)際的污染環(huán)境修復(fù)時(shí)，在耐受環(huán)境中殘留的阿特拉津的氧化脅迫作

6、用方面具有優(yōu)勢，能夠獲得較好的修復(fù)效果。
　　 在土壤中無機(jī)氮素是土壤的重要組成部分，而有的研究結(jié)果表明，簡單的無機(jī)氮源可以抑制某些阿特拉津降解菌降解阿特拉津的能力，因此本實(shí)驗(yàn)研究了DNS32菌株對于外加無機(jī)氮源的響應(yīng)特征。測定了外加無機(jī)氮源硝態(tài)氮(KNO3)與銨態(tài)氮(NH4)2SO4)對DNS32菌株在阿特拉滓培養(yǎng)基中的生長情況及降解能力的影響，利用熒光定量PCR技術(shù)檢測了外加無機(jī)氮源對DNS32降解基因表達(dá)量的影響。結(jié)果表明

7、，外加無機(jī)氮源可以促進(jìn)DNS32菌株的生長，并可以促進(jìn)其在阿特拉津培養(yǎng)基中的降解作用，使DNS32菌株完全降解100mg/L的阿特拉津時(shí)間縮短為36 h。無機(jī)氮源對DNS32菌株的三種降解基因表達(dá)均有促進(jìn)作用，與對照組相比，加入無機(jī)氮源的實(shí)驗(yàn)組中DNS32菌株trzN基因的表達(dá)量最高可達(dá)對照組的11.25倍。在DNS32菌株體內(nèi)，這三種降解基因所編碼的酶可能是穩(wěn)定表達(dá)的組成酶。外加無機(jī)氮源的加入增強(qiáng)了菌體的抗阿特拉津氧化脅迫能力，因此提