硫丹降解菌的篩選、鑒定及降解機(jī)理研究.pdf

1、硫丹(Endosulfan)是一類廣譜環(huán)戊二烯類殺蟲劑，主要用于果樹、蔬菜、谷物、棉花、樹木及觀賞植物的害蟲防治，年使用量非常大。由于硫丹有效期長(zhǎng)，對(duì)魚類具有較大危害性，并對(duì)哺乳動(dòng)物具有積累毒性，由此帶來(lái)的環(huán)境污染問題也受到人們的普遍關(guān)注，因此利用微生物降解硫丹已成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)問題之一。 本研究應(yīng)用富集培養(yǎng)法，篩選分離到兩株高效硫丹降解細(xì)菌，對(duì)硫丹降解菌在液體培養(yǎng)基以及土壤中的降解特性和降解機(jī)理進(jìn)行研究：并對(duì)硫丹降解菌解

2、毒性能及其降解酶的降解特性進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)果如下： 1.從農(nóng)藥廠的污水處理池活性污泥中篩選獲得2株硫丹降解菌CS5和C7，通過形態(tài)學(xué)、生理生化和16S rDNA序列同源性分析，將其分別鑒定為木糖氧化無(wú)色桿菌(Achromobacter xylosoxidans)、蒼白桿菌屬(Ochrobacterum sp.)；其16S rDNA基因序列在GenBank中的注冊(cè)號(hào)分別EU266588、EU647578。 2.菌

3、株CS5對(duì)硫丹的最大耐受濃度達(dá)550 mg/L，可用于進(jìn)一步的降解性能的研究。在純培養(yǎng)條件下，利用高效液相色譜(HPLC)法，分別測(cè)定了菌株在不同液體培養(yǎng)基中對(duì)硫丹的降解。在pH 7和30℃條件下，細(xì)菌CS5在無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基MM、含碳無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基NSM和含硫的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基MSM中都能將50 mg/L的硫丹在8天內(nèi)降解到80％以上；同時(shí)測(cè)定了硫丹作為碳源或硫源、以及不同接種量、溫度、pH對(duì)菌株降解能力的影響。結(jié)果表明：以硫丹為唯一碳源或硫源

4、、接種量15％～25％、溫度25℃～35℃、pH 7～9、菌株的降解效果較好。 3.在接入菌株CS5的土壤樣品中，經(jīng)過30天的降解后α-硫丹和β-硫丹的降解率都分別達(dá)到了74.2％和73.5％以上。說明菌株CS5在土壤中對(duì)于加快硫丹的降解起到了顯著作用，由此說明菌株CS5在被硫丹污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用潛力。 4.經(jīng)高效液相色譜(HPLC)和薄層色譜(TLC)測(cè)定微生物對(duì)硫丹的代謝途徑表明，硫丹二醇是最主要的降解產(chǎn)物，由

5、此說明菌株CS5主要是通過水解的途徑降解硫丹。 5.利用Salmonella typhimurium TA1535/pSK1002進(jìn)行的umu-test實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到了硫丹在降解后遺傳毒性的降低。在8天的降解過程中，在三種培養(yǎng)基中硫丹的遺傳毒性伴隨著硫丹的降解都有顯著的降低，8天后的R值都小于2，檢測(cè)結(jié)果都為陰性：在無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基MM中R值從3.5下降到1.28：在含硫無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基NSM中R值從3.5下降到1.14；在含硫無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)

6、基MSM中R值從3.5下降到1.15，而在空白對(duì)照中R值幾乎沒有什么變化。在30天的土壤中的降解過程中，硫丹的遺傳毒性也是顯著降低的，最后在滅菌的和未滅菌的土壤中的檢測(cè)結(jié)果都為陰性。 6.運(yùn)用SDS-PAGE和Native-PAGE對(duì)誘導(dǎo)和非誘導(dǎo)條件下菌體的全細(xì)胞蛋白質(zhì)電泳分析表明，硫丹降解酶在菌株CS5中可能為組成型表達(dá)。各菌株粗酶活性分析表明，粗酶液能將50 mg/L的硫丹快速降解：降解酶在pH 5.5～7.5和30℃～4