乐果降解菌LGX1的筛选及其降解特性研究

通过富集培养,从连续施用农药乐果的土壤中分离得到一株具有较强降解有机磷农药乐果能力的细菌菌株LGX1,通过菌落形态观察及细菌的16SrDNA测序,对其进行了鉴定,同时初步研究了其降解性能。结果表明：该菌株为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）,在接种量为20%,乐果初始质量浓度为100mg·L-1,外加碳源葡萄糖质量分数为2%,温度为35℃,初始pH值为4时该菌株对乐果的降解能力最强;并且能在以辛硫磷、毒死蜱和三唑磷为唯一碳源的基础盐培养基中生长,且均比在以乐果为唯一碳源的基础盐培养基中生长的OD600值要高,初步推断菌株LGX1对有机磷农药的降解有一定的广谱性。     

有机磷农药草甘膦异丙胺盐对球形棕囊藻的刺激效应

设置0、0．001、0．01、0．1、l和10mg·L-16个质量浓度梯度,测定了草甘膦异丙胺盐（Glyphosate—isopropylammonium）农药对球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）生长、叶绿素a含量、SOD和CAT活性的影响,探讨了有机磷农药对球形棕囊藻的毒物刺激效应。结果表明,低浓度的草甘膦异丙胺盐对球形棕囊藻的生长呈现出刺激效应。在实验所设定的6个质量浓度梯度范围内,0．001mg·L0和0．01mg·L-1质量浓度处理下的刺激效应最为显著。该两个质量浓度处理下,球形棕囊藻的平均相对增长率比对照分别提高了1．27％和0．45％,叶绿素a含量分别比对照提高了9．2％和2．5％,SOD活性提高了5．9％和7．2％,CAT活性提高了93％和155％;而当草甘膦异丙胺盐质量浓度在0．1mg·L-1以上时,球形棕囊藻的生长率、叶绿素a含量、SOD活性均显著低于对照。草甘膦异丙胺盐在0．001mg·L-1和0．01mg·L-1范围内对球形棕囊藻均呈现刺激效应,而高于0．1mg·L-1时球形棕囊藻各生理指标表现出显著抑制效应。研究结果为了解有机磷农药对海洋微藻生长的影响特征,揭示有机磷农药对微藻产生低促高抑的规律和为深入探索赤潮暴发的成因提供依据。     

有机磷农药降解菌的紫外诱变育种

有机磷农药降解菌地衣芽孢杆菌（ Ｂａｃｉｌｌｕｓｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ） 经紫外线诱变后,筛选出突变菌株Ｐ１２ ．在θ＝３０℃,溶解氧ρ（Ｏ２） ＝２ ．５ ｍｇ Ｌ－１ 的培养条件下,３ ｄ 内对甲胺磷的降解率为８０ ．１％ ,比出发菌株提高了将近１０％的降解率．农药斜面连续传代１０ 次,降解活力保持稳定．     

罗尔斯顿菌(Ralstonia sp.)T6对三氯吡啶醇污染土壤的修复及能完全矿化毒死蜱工程菌株的构建

以毒死蜱降解中间代谢产物3,5,6-三氯-2-吡啶醇(TCP)高效降解菌罗尔斯顿菌(Ralstonia sp.)T6为材料,研究其在土壤中对TCP的降解特性。结果表明,温度、接菌量和初始底物浓度对TCP的降解都有影响,T6菌株降解TCP的最适温度为30℃,当土壤含菌量〔以菌落形成单位(CFU)计〕小于10×108kg-1时,降解率随着含菌量的增加而提高,当含菌量超过10×108kg-1时,降解率不再提高。降解率随着TCP初始浓度的增加而降低,当TCP初始浓度为50~100 mg·kg-1时,6 d内可将50 mg·kg-1TCP降解80%。利用基因工程手段,将来源于寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)DSP-1的甲基对硫磷水解酶基因(mpd)插入菌株T6基因组16S rRNA基因中,成功构建一株可彻底矿化毒死蜱的重组工程菌株T6-mpd。生长试验结果表明罗尔斯顿菌T6-mpd和T6的生长特性基本一致。对T6-mpd菌株降解毒死蜱的特性研究结果表明,在LB培养基中,T6-mpd对毒死蜱的水解效率与DSP-1基本一致,但在基础盐(MSM)培养基中,T6-mpd在60 h内对50 mg·L-1毒死蜱的降解率仅为36%,显著低于DSP-1。模拟土壤原位修复试验结果表明,在含菌量为108kg-1条件下,T6-mpd在2 d内可将50mg·kg-1毒死蜱降解64%。认为T6-mpd菌株在毒死蜱残留污染环境修复中具有潜在的应用前景。     

亚硝酸盐氮胁迫对罗非鱼（GIFTOreoohromisniloticus）血清非特异性免疫酶活性的影响

试验设置了不同浓度亚硝酸盐氮（空白对照、0．75mg·L-1、1．50mg-L-1、3．00mg·L-1和5．00mg·L-1）,研究了亚硝酸盐氮胁迫对罗非鱼（GIFTOreochromisniloticus）血清非特异性免疫酶（溶菌酶、碱性磷酸酶、补体c3）活性的影响。结果表明：罗非鱼血清碱性磷酸酶、溶菌酶、补体C3活性均呈现出随亚硝酸盐氮浓度升高而降低的趋势,且当亚硝酸盐氮浓度小于1．50mg·L-1时,罗非鱼血清碱性磷酸酶、溶菌酶、补体C3活性与对照组相比差异不显著（P〉0．05）,说明低于1．50mg·L-1的亚硝酸盐氮不会对罗非鱼机体免疫力产生显著影响;而高于3．00mg·L-1的亚硝酸盐氮胁迫能够显著（P〈O．05）降低罗非鱼血清碱性磷酸酶、溶菌酶、补体C3活性,最大下降率分别达到31．75％、27．40％、14．43％,从而显示出高浓度亚硝酸盐氮（〉3．00mg·L-1）能够对罗非鱼机体产生强烈的氧化胁迫和免疫损伤,导致机体免疫力下降,增加罗非鱼对致病菌的易感性。本研究认为,3．00mg·L-1可能是亚硝酸盐氮胁迫引起罗非鱼机体免疫力显著降低的阈值。     

有机磷农药的构效关系及其对浮游生物的毒性效应

以定量构效关系理论和实验室内急性毒性试验相结合研究了六种有机磷农药对四尾栅藻（S.quadricanda）和多刺裸腹溞（Moina macrocopa）的生态毒性。有机磷农药的毒性取决于磷原子的电正性,各取代基种类和构象对电荷分布作用显著。根据构效关系原理,磷氧双键（P=O）被磷硫双键（P=S）取代后毒性降低;羟基（-OH）被甲、乙、丙氧基（-CH3O、-CH3CH2O、-CH3CH2CH2O）取代后有机磷农药毒性依次增强;磷氧单键（P-O）毒性高于磷碳单键（P-C）。该实验中毒死蜱、辛硫磷（-CH3CH2O）毒性高于其它四种（-CH3O）,敌敌畏和敌百虫（P=O）毒性高于乐果（P=S）,敌敌畏（P-O）又高于敌百虫（P-C）,甘氨酸异丙胺盐取代羟基（-OH）的草甘膦毒性最低。毒性试验结果表明,毒死蜱、辛硫磷、敌百虫、敌敌畏、乐果、草甘膦异丙胺盐对四尾栅藻的96 h EC50分别为6.34、6.62、59.53、82.12、141.37和7.25 mg.L-1。它们对多刺裸腹溞的48 h LC50分别为0.20、0.12、0.28、0.17、1.12和5.03 mg.L-1。六种有机磷农药对多刺裸腹溞的毒性强度结果与QSAR分析具有较高的一致性,即表征有机磷农药毒性特征的取代基团作用的毒性强弱顺序为：-OH〉=O〉-O;对四尾栅藻毒性试验结果中,由于草甘膦异丙胺盐作用于植物类靶位点的特殊性,导致其对四尾栅藻毒性显著增强。综合以上研究,以构效关系理论和浮游生物毒性试验相结合进行有机磷农药的生态风险评价将更加便捷和准确。     

高铁酸钾对菠菜中3种有机磷农药残留降解的影响

菠菜(Spinaciao leracea L.)是我国出口的重要蔬菜品种之一,其农药残留是制约我国菠菜出口的重要"技术壁垒".在露地栽培条件下,研究了叶面喷施高铁酸钾水溶液对菠菜中有机磷农药的降解作用,并探讨了高铁酸钾对菠菜相关酶活、MDA含量及品质指标的影响.结果表明,叶面喷施不同浓度的高铁酸钾(200、400、600mg·L-1)可有效降低菠菜中敌敌畏、毒死蜱和乐果等有机磷农药的残留量.随着高铁酸钾喷施浓度的增大,菠菜中敌敌畏、毒死蜱和乐果残留量显著降低;试验浓度下以600mg·L-1高铁酸钾处理的降解效果最好,可使菠菜中敌敌畏、毒死蜱和乐果的降解率达到72.43%、87.15%和75.45%.叶面喷施高铁酸钾对菠菜过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、MDA含量以及品质指标没有明显影响.试验表明高铁酸钾具有降解有机磷农药残留的作用,在菠菜生产中将高铁酸钾作为有机磷农药残留降解制剂是可行的.     

甲基对硫磷降解菌DLL-1的分离、鉴定及降解性研究

从长期施用甲基对硫磷的污染土壤中分离到一株能以甲基对硫磷为唯一碳源生长且能将其完全矿化的细菌 Ｄ Ｌ Ｌ－ １ ,经鉴定,为邻单胞菌（ Ｐｌｅｓｉｏｍｏｎａｓ ｓｐ ．） ．该菌株３ ｈ 内对５０ ｍｇ／ Ｌ甲基对硫磷的降解率为９３ ％ ,２４ｈ 内对５０ ｍｇ／ Ｌ甲基对硫磷的降解率为９５ ％ 以上．在葡萄糖铵盐培养基中, Ｄ Ｌ Ｌ１ 对甲基对硫磷的耐受浓度和降解速度均增大．降解曲线表明延滞期内,菌体依靠上一生长阶段分泌的酶类对甲基对硫磷进行降解,一旦菌体开始生长,则检测不到中间代谢产物对硝基苯酚的存在．生长情况和粗酶液试验均显示 Ｄ Ｌ１ 优良的降解性状     

海藻多糖稀土配合物对蔬菜有机磷农药残留的降解作用

以小白菜、甘蓝、芹菜为试验材料,采用大田试验研究了海藻多糖稀土配合物对蔬菜中有机磷农药残留的影响.试验结果表明,叶面喷施海藻多糖稀土配合物对小白菜、甘蓝、芹菜中毒死蜱、氧化乐果、敌敌畏等有机磷农药残留具有明显的降解作用;对甘蓝中毒死蜱和氧化乐果的降解效果优于小白菜,但对芹菜中毒死蜱的降解效果远不及甘蓝和小白菜,表现出一定的作物选择性.叶面喷施海藻多糖稀土配合物对敌敌畏等磷酸酯类有机磷农药的降解作用比毒死蜱、氧化乐果等硫代磷酸酯类有机磷农药的降解强烈,表现出一定的农药选择性;另外,喷水对叶片表面残存农药具有一定的冲洗作用,可减少叶面农药的残留量;叶面喷施海藻多糖稀土配合物对甘蓝和小白菜中有机磷农药的降解率远高于叶面喷水.以上结果表明海藻多糖稀土配合物确实具有降解有机磷农药残留的作用.在蔬菜生产中将海藻多糖稀土配合物作为农药残留降解制剂是可行的,有利于蔬菜安全生产和提高蔬菜产品的食用安全性。     

化感链霉菌6803菌株液体发酵工艺优化的研究

土壤微生物链霉菌6803菌株被证明对高等植物具有化感作用。采用单因子实验方法,研究液体发酵碳源、氮源、无机盐、发酵温度、发酵液初始pH值、摇床转速、发酵时间等对链霉菌6803菌株菌丝体产量及发酵液化感作用的影响,用均匀试验设计法优化了发酵工艺条件。结果表明：链霉菌6803菌株生长和产生化感作用的最佳发酵条件为：p（淀粉）=26．67g·L-1,p（蔗糖）=25．15g·L-1,p（NH4C1）=0．30g．L-1,黄豆饼粉浸液8．88％,所（NI-h）H2P04]=O．18g·L-1,p（FeS04．7H20）=O．002g·L-1,p（NaCl）=0．75g·L-1,pH值7．6,装量系数O．16,接种量3％,温度36℃,转速200r·min-1,发酵144h。本研究为利用微生物次生代谢产物作为天然除草剂奠定了基础。     

有机磷及氨基甲酸酯类农药单独和联合作用对PC_(12)细胞DNA损伤的影响

研究有机磷类农药毒死蜱和对硫磷、氨基甲酸酯类农药克百威和残杀威单独及联合染毒大鼠嗜铬细胞瘤株(PC12细胞)所致的DNA损伤情况及联合作用模式。分别以0μmol·L~(-1)、50μmol·L~(-1)、100μmol·L~(-1)、200μmol·L~(-1)、400μmol·L~(-1)的有机磷农药毒死蜱、对硫磷与0μmol·L~(-1)、25μmol·L~(-1)、50μmol·L~(-1)、100μmol·L~(-1)、200μmol·L~(-1)的氨基甲酸酯类农药克百威、残杀威单独及两两联合染毒PC12细胞12 h后进行彗星实验,采用彗尾长度、尾部DNA百分含量、尾矩3个指标来衡量DNA损伤程度。结果表明:毒死蜱、克百威、对硫磷、残杀威染毒PC12细胞12 h后,细胞出现拖尾,呈现典型的彗星图像。染毒后PC12细胞彗尾长度、尾部DNA百分含量、尾矩较对照组显著增加,差异有统计学意义(P0.01)。析因分析表明,无论低剂量联合还是高剂量联合,毒死蜱与克百威、对硫磷与残杀威均有交互作用(P0.01),作用模式为协同作用。以上结果提示,有机磷及氨基甲酸酯类农药单独及联合作用均可引起PC12细胞DNA损伤,联合作用后损伤程度要高于单独作用,且低剂量和高剂量联合时均存在交互作用,作用模式为协同作用。     

Methylobacterium sp. YAL-2对乙酰甲胺磷的降解特性

从有机磷生产厂家的下水道污泥中分离出一株对高浓度和低浓度乙酰甲胺磷都具有高效降解能力的寡营养菌YAL-2,根据形态、生理生化和16S rRNA基因系统发育分析,将菌株YAL-2鉴定为Methylobacterium sp.降解特性实验表明,菌株YAL-2能利用乙酰甲胺磷为唯一碳源生长和降解;在添加了甲醇的无机盐培养基中,84 h可完全降解300mg L-1乙酰甲胺磷,24 h将50 mg L-1和10 mg L-1乙酰甲胺磷降至非检测水平;4 d能完全去除100 mg L-1甲胺磷,5 d分别降解58.4%和40.6%的100 mg L-1乐果、敌敌畏.小青菜农药残留去除实验显示,菌株YAL-2可在7 d内将乙酰甲胺磷和甲胺磷将至限量水平.结果表明,将菌株YAL-2应用于保证果蔬等食品的食用安全是可行的.     

人工湿地去除三唑磷的生物学机制初步研究

构建了以陶粒为基质、种植美人蕉（Canna indica）的水平潜流人工湿地小试系统,研究了该人工湿地系统对水体中三唑磷（triazophos,TAP）的去除效果,通过测定基质酶脲酶和碱性磷酸活性、微生物种群特征及植物根系超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性,初步探讨了该人工湿地系统去除水体TAP的生物学机制。实验结果表明,在进水TAP浓度分别为0 mg·L-1（对照CW1）、0.1 mg·L-1（低浓度CW2）、1 mg·L-1（中浓度CW3）和5 mg·L-1（高浓度CW4）的条件下,人工湿地对水体中三唑磷具有良好的去除效果,去除率分别是96.4%、96.8%和53.7%。在进水TAP浓度越高的人工湿地系统中,进水端基质脲酶和碱性磷酸酶活性越高。中、高TAP浓度进水的系统中脲酶活性分别高于对照系统21.8%和29.2%。高TAP浓度进水的系统中碱性磷酸酶活性分别高于对照和低浓度进水系统51.7%和36.3%（p〈0.05）。比较进水端而言,各系统出水端的酶活性显著降低（p〈0.05）。相关性分析结果显示系统TAP的去除与基质中碱性磷酸酶活性呈显著正相关（p〈0.05）,表明基质中脲酶、碱性磷酸酶在人工湿地去除TAP过程中发挥重要作用。对各人工湿地系统基质中微生物进行分离纯化,并通过16S rDNA基因测序,结果表明,进水含TAP系统的进水端基质中均存在能够促进植物对氮磷营养元素的吸收以及与有机物降解密切相关的菌种,尤其在高TAP浓度进水的系统中发现一株含脱氨酶基因（acds）的菌株,能够促进有机磷降解中间产物—有机胺类的降解转化。此外,美人蕉根系超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性在进水TAP浓度升高的情况下,呈现显著增强态势（p〈0.05）,并正常生长,说明美人蕉对TAP具有较好的抵抗能力。     

分泌吲哚乙酸的蒌蒿内生耐镉细菌的筛选与鉴定

从蒌蒿（Artemisia selengensis）体中分离分泌吲哚乙酸（IAA）的内生耐镉（Cd）细菌将有助于构建有效的植物-微生物联合修复体系。本研究以分泌IAA和Cd耐性为筛选指标,采用研磨法从蒌蒿的根、茎、叶中分离能产生IAA的内生耐Cd细菌,并对其铅（Pb）、铜（Cu）、锑（Sb）的耐受性及对蒌蒿生长特性的影响进行研究,根据形态特性、生理生化测定和16S rDNA序列分析对目标菌株进行分类鉴定。结果表明,从蒌蒿体内分离获得2株分泌IAA能力较强的内生耐Cd细菌J2和Y5,J2和Y5菌对Cd的耐受质量浓度均为90 mg·L-1,IAA的分泌量分别为23.108、15.192 mg·L-1;J2菌能明显增加蒌蒿的株高、最长根长、平均根长、鲜质量和干质量,Y5菌可显著提高蒌蒿的株高、鲜质量和干质量;J2和 Y5菌对 Pb 的耐受质量浓度均为1200 mg·L-1,对Cu的耐受质量浓度分别为120和160 mg·L-1,对Sb的耐受质量浓度分别为50和150 mg·L-1;J2菌在LB平板上菌落为黄色、近圆形、粘稠,Y5菌在LB平板上菌落为白色、近圆形、湿润;J2和Y5菌的16S rDNA序列经扩增,分别获得1条大小约为1500 bp的条带,经比对分别与GenBank中Pantoea agglomerans STY29（HQ220151）、Pseudomonas fluorescens V7c10（KC195905）的相似性最高,结合形态特征与生理生化特性可分别鉴定为成团泛菌（Pantoea agglomerans）和荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）。研究表明,从蒌蒿体中分离获得分泌IAA能力较强的内生耐Cd成团泛菌和荧光假单胞菌,为进一步研究其在蒌蒿修复Cd污染土壤中的作用奠定了基础。     

产表面活性剂降解石油菌株产物性质及降解性能研究

微生物是组成生态系统的重要成员,在污染物去除中发挥着重要作用,是生物修复中的主力,然而在石油污染修复过程中,石油烃的疏水性会限制微生物对石油的降解,但一些微生物的细胞代谢物即生物表面活性剂,它是微生物在一定条件下代谢分泌产生的具有一定表面活性,集亲水基和疏水基结构于一分子的两亲性化合物,可以促进油的乳化,提高油的分散程度,增大菌株和油珠的接触机会,促进对石油烃的吸收和降解。在实验室分离得到了7株产表面活性剂石油降解菌株,经分子鉴定可知菌1和菌2都为粘质沙雷氏菌Serratia marcescens,菌3为居植物柔武氏菌Raoultella planticola,菌4,菌6和菌7都为克雷伯氏菌Klebsiella variicola,菌5为蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus。主要研究了它们的生长与表面活性剂物质分泌状况的关系,发现随着时间增加,OD值随之增大,表面张力呈现下降趋势;并对菌株产物进行提取和薄层层析,离子型分析和红外光谱分析,初步判断其产物均为阴离子糖脂类;通过pH,初始油质量浓度,接种量和盐度4个单因素的变化研究菌1粘质沙雷氏菌,菌3居植物柔武士菌,菌5蜡状芽孢杆菌和菌6克雷伯氏菌对石油类物质降解能力,发现菌3居植物柔武氏菌和菌5蜡状芽孢杆菌降解性能较好;通过响应曲面法优化蜡状芽孢杆菌的降解条件,得出其最佳降解条件为pH为5.02,油质量浓度为3 g·L-1,接种量为1199.98μL,盐度为0.5 g·L-1时,在此条件下,菌株对石油的降解率为66.94%。     

壳聚糖对菠菜中毒死蜱和乐果的降解作用（Effects of Spraying Chitosan on Degradation of Chlorpyrifos and Dimethoate Residues in Spinach）

在露地栽培条件下,研究了叶面喷施壳聚糖水溶液对菠菜中毒死蜱和乐果的降解作用.结果表明,叶面喷施不同浓度的壳聚糖(50、100、200、400mg·L-1)可有效降低菠菜中毒死蜱和乐果残留量,其中较低浓度壳聚糖能更有效地降低菠菜中毒死蜱、乐果的残留量.50mg·L-1壳聚糖使菠菜中毒死蜱残留量较对照降低40.2%,安全间隔期缩短2.07d;100mg·L-1壳聚糖使菠菜中乐果残留量较对照降低46.9%,安全间隔期缩短0.5d.壳聚糖作为一种有机磷农药降解剂应用于蔬菜生产是可行的.