煙嘧磺隆降解菌的分離鑒定及降解特性研究.pdf

1、磺酰脲除草劑因其高效、廣譜、對(duì)哺乳動(dòng)物低毒等優(yōu)點(diǎn)，自上世紀(jì)七十年代問(wèn)世以來(lái)便受到廣泛應(yīng)用。商品化的磺酰脲除草劑可通過(guò)抑制蛋白質(zhì)的合成從而阻止雜草的生長(zhǎng)，其有效性使得磺酰脲除草劑的使用量在本世紀(jì)初期己占據(jù)11％的除草劑市場(chǎng)。然而由于除草劑在土壤中的殘留會(huì)對(duì)后茬作物產(chǎn)生藥害，造成重大損失，也對(duì)水生生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了威脅。采用高效及合理的方法來(lái)降解及消除土壤中殘留的除草劑，具有一定迫切性。相關(guān)研究表明，微生物及其產(chǎn)生的降解酶是解決環(huán)境中磺酰脲除草

2、劑殘留的重要途徑，然而對(duì)于高效降解菌資源的獲取以及微生物代謝磺酰脲類除草劑的降解機(jī)制研究尚不夠深入。
　　本研究從海洋沉積物、窖泥、農(nóng)藥污染土壤、沼液等環(huán)境樣品中分離得到多株磺酰脲類除草劑降解微生物，其中菌株LAM-WHM-ZC對(duì)煙嘧磺隆降解效率最好。該菌株能夠以煙嘧磺隆為唯一碳源的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。通過(guò)16SrRNA基因序列對(duì)比分析，菌株LAM-WHM-ZC和LAM0415分別為Kurthia屬和Bacillus屬的疑似新種。

3、對(duì)菌株LAM-WHM-ZC和LAM0415進(jìn)行了系統(tǒng)分類學(xué)研究。根據(jù)多相分類學(xué)原則，對(duì)兩株菌進(jìn)行包括傳統(tǒng)表型特征，細(xì)胞化學(xué)組分分析和分子生物學(xué)特性等在內(nèi)的指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)分類學(xué)研究，最終，將菌株LAM-WHM-ZC和LAM0415鑒定為Oceanisphaera和Bacillus菌屬的新種，分別命名為Oceanisphaerapsychrotolerans和Bacillus luzhouensis。將菌株LAM-WHM-ZC降解煙嘧磺隆的條

4、件進(jìn)行優(yōu)化后發(fā)現(xiàn)，菌株8d內(nèi)對(duì)50 mg/L煙嘧磺隆的降解率達(dá)到83.8％。同時(shí)本研究發(fā)現(xiàn)菌株LAM-WHM-ZC還可降解如苯磺隆，胺苯磺隆，砜嘧磺隆，氯磺隆，芐嘧磺隆等多種磺酰脲類除草劑。實(shí)驗(yàn)室條件下利用菌株LAM-WHM-ZC對(duì)模擬煙嘧磺隆污染的土壤進(jìn)行修復(fù)研究，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)菌株LAM-WHM-ZC對(duì)20 mg/kg的煙嘧磺隆的污染土樣在15d內(nèi)降解率達(dá)到73.7％。利用高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用的方法檢測(cè)菌株LAM-WHM-ZC的發(fā)酵液，得

5、到9種代謝產(chǎn)物，并進(jìn)一步推測(cè)其降解煙嘧磺隆的代謝途徑，是通過(guò)磺酰脲橋的斷裂形成無(wú)除草活性的中間產(chǎn)物。通過(guò)Ion Torrent測(cè)序平臺(tái)得到菌株LAM-WHM-ZC的基因組信息，LAM-WHM-ZC的基因組含有3，733個(gè)基因，總長(zhǎng)度為3.348 Mb，根據(jù)基因組swiss-prot數(shù)據(jù)庫(kù)信息分析預(yù)測(cè)到9種與酯酶相關(guān)的基因。根據(jù)基因組酯酶基因的預(yù)測(cè)結(jié)果，從菌株LAM-WHM-ZC中克隆到酯酶基因e3，全長(zhǎng)774 bp，蛋白預(yù)測(cè)大小為257