2,4-D降解菌的篩選、鑒定及其降解特性研究.pdf

1、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)是一種內(nèi)吸性苯氧羧酸類除草劑，廣泛應(yīng)用于小麥、水稻、玉米、甘蔗作物田中防除藜、莧等一年生和多年生闊葉雜草以及萌芽期的禾本科雜草。由于其用量大，長期使用對水體、土壤等生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的殘留污染，對農(nóng)產(chǎn)品安全和人類健康構(gòu)成潛在的威脅，利用微生物修復(fù)來降低生態(tài)環(huán)境中除草劑的殘留污染已引起科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。本文以土壤中分離篩選到的2,4-D降解菌為研究對象，開展降解菌的分類地位鑒定、2,4-D降解特性與其

2、降解途徑研究，初步探討了該降解菌菌劑制備方法。主要研究結(jié)果如下：
　　1.從受2,4-D等除草劑污染的大豆田土壤中分離到一株能利用2,4-D作為唯一碳源和能源生長的菌株T1，根據(jù)其形態(tài)學(xué)、生理生化特征、16S rDNA序列同源性分析將其鑒定為吉氏貪銅菌（Cupriavidus gilardii）。
　　2.吉氏貪銅菌（C. gilardii）在LB培養(yǎng)基中適宜生長溫度為30℃，pH為8.0。吉氏貪銅菌（C. gilardii

3、）對2,4-D的降解主要受2,4-D初始濃度、溫度、pH和初始接菌量等因素的影響。在初始接菌量為0.5 mL(OD600=0.6)，溫度為30℃，pH為7.0的無機(jī)鹽培養(yǎng)液中，10.0、50.0和100.0 mg?L-12,4-D的降解半衰期分別為9.3 h、12.8 h和23.5 h；在接菌量為0.5 mL(OD600=0.6)，pH為7.0條件下，培養(yǎng)溫度分別為20℃、25℃、30℃、37℃、42℃時，培養(yǎng)10 h后50.0 mg?

4、L-12,4-D降解率分別為17.0％、26.6%、49.0%、45.9%、1.8%；在溫度為30℃，pH分別為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0時，培養(yǎng)24 h后50.0 mg?L-12,4-D的降解率分別為96.3%、97.9%、98.9%、95.8%、83.5%；在溫度為30℃、pH為7.0條件下，初始接菌量分別為0.2 mL、0.5 mL、1 mL、2 mL、4 mL(OD600=0.6)時，培養(yǎng)8 h后，50.0 mg?L

5、-12,4-D的降解率分別為7.2%、11.9%、14.4%、48.9%、100.0%。這些結(jié)果表明吉氏貪銅菌（C. gilardii）降解2,4-D的適宜溫度為30-37℃，pH值在5.0-8.0范圍內(nèi)具有良好的降解效果，并且2,4-D的降解率隨初始接菌量的增加而顯著增大。
　　3.吉氏貪銅菌（C. gilardii）對其它除草劑的降解譜測定表明，以2甲4氯、2,4-D鈉鹽、2甲4氯異辛酯為唯一碳源時，3種除草劑初始濃度均為50

6、.0 mg?L-1時，培養(yǎng)7 d后，其降解率依次為99.7%、100.0%、37.4%；但對2,4-D丁酸、2,4-D丙酸、2,4,6-三氯苯酚、2,4-D異辛酯無降解作用。
　　4.利用GC-MS/MS和UPLC-MS/MS初步探討了吉氏貪銅菌（C. gilardii）降解2,4-D可能的途徑。研究發(fā)現(xiàn)吉氏貪銅菌（C. gilardii）降解代謝2,4-D可能途徑為：2,4-D首先脫去苯環(huán)側(cè)鏈上苯氧乙酸的乙酸，形成2,4-二氯苯

7、酚（2,4-DCP），然后2,4-DCP的苯環(huán)上羥基的鄰位羥基化生成3,5-二氯兒茶酚（3,5-DCC）。吉氏貪銅菌（C. gilardii）對10.0 mg?L-12,4-二氯苯酚（2,4-DCP）和10.0 mg?L-13,5-二氯兒茶酚（3,5-DCC）分別培養(yǎng)6 h和16 h后降解完全，說明2,4-D的代謝中間產(chǎn)物不會累積。
　　5.選擇海藻酸鈉為包埋劑，CaCl2為固定劑，以CaCl2濃度、海藻酸鈉濃度、濕菌體量和固定化