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降解烟嘧磺隆光合细菌的分离、鉴定及降解特性研究

作　者: 张国民
导　师: 谭周进；刘勇
学　校: 湖南农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 烟嘧磺隆 光合细菌 红假单胞菌 生物学特性 降解特性
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


烟嘧磺隆(Nicosulfuron)是一类新型高效的磺酰脲类除草剂,由于生物活性高、对玉米安全,因此,广泛的应用于玉米田中一年生禾本科杂草、部分阔叶杂草和莎草科杂草的防除。然而,长期大量使用,烟嘧磺隆会残留于农田生态系统中,导致玉米中贱留超标,对后茬敏感作物产生药害,同时易造成玉米田间杂草耐药性和抗药性的出现。而且,随着雨水或灌溉水流失与渗透,烟嘧磺隆的残留污染地表水和地下水。本研究从玉米田土壤中分离到几株能高效降解烟嘧磺隆的光合细菌,选择—株降解效率最高的菌株进行鉴定及其烟嘧磺隆的降解特性的研究,为利用光合细菌菌剂生物修复烟嘧磺隆残留的应用提供理论依据。主要结果与结论如下：1.收集长期使用烟嘧磺隆的玉米田土壤样本10余份,通过富集培养、高浓度烟嘧磺隆驯化,最终分离纯化得到六株菌株(命名为J5-2、J5-3、JX-2、JX-3、JX-6、J4-8)。16S rDNA(GeneBank登录号为HM053962、HM163161、HM163162、HM163160、HM053960、HM053961)和pufM基因(见附录)序列同源性比对表明,分离的六个菌株均为紫色非硫菌,是光合细菌中一个重要的类群。2.六个光合细菌菌株在2%接种量、25℃、pH7.5、2500 Lx光照条件下培养7 d, HPLC法测定菌株对烟嘧磺隆的降解效率。结果表明六个菌株对400mg.L-1烟嘧磺隆的降解效率分别为30.8%、21.4%、19.8%、25.6%、23.7%、20.1%,其中,菌株J5-2在同等条件下具有最高的降解效率,选择该菌株进行下一步试验。3.形态观察、生理生化特征检测、活细胞光吸收特征、16S rDNA序列比对及系统发育分析,初步鉴定菌株J5-2为红假单胞菌(Rhodopseudomonas)。生物学特性研究结果表明：菌株J5-2可以利用多种碳、氮源,并能以烟嘧磺隆作为唯一氮源生长。最佳生长条件为：pH 7.0、30℃、6%接种量、2500 Lx光照。4.设定不同的烟嘧磺隆初始浓度、生长温度、培养基初始pH值、光照强度、接种量等条件对J5-2进行降解特性研究。研究表明,J5-2能耐受1600 mg.L-1烟嘧磺隆,并能有效的降解毗嘧磺隆、苄嘧磺隆、甲氰菊酯等其它除草剂和杀虫剂。烟嘧磺隆在酸性条件下易发生自然降解,在中性及碱性条件下较稳定。J5-2降解烟嘧磺隆最适条件为pH 7.0,30℃,2500 Lx光照；在一定范围内,接种量对烟嘧磺隆降解量影响不明显；在最适条件培养7天,J5-2对400 mg.L-1烟嘧磺隆的降解率达33.5%。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章 文献综述  10-19
  1 农药的污染现状  10-12
    1.1 我国农药使用情况  10-11
    1.2 农药与环境污染问题  11-12
  2 烟嘧磺隆理化性质及作用机理  12-13
    2.1 烟嘧磺隆的理化性质  12-13
    2.2 烟嘧磺隆作用机理  13
  3 磺酰脲类除草剂微生物降解的代谢方式  13-14
    3.1 酶促作用  13-14
    3.2 非酶促作用  14
  4 国内外农药残留微生物降解研究现状  14-16
  5 光合细菌残留农药降解研究进展  16-17
  6 本研究的立题背景和技术路线  17-19
    6.1 立题背景  17-18
    6.2 技术路线  18-19
第二章 降解烟嘧磺隆光合细菌的筛选、分离与鉴定  19-29
  1 材料与方法  19-23
    1.1 材料  19-20
    1.2 方法  20-23
  2 结果与分析  23-27
    2.1 降解菌的驯化与分离  23
    2.2 pufM基因序列分析比对  23-24
    2.3 降解菌降解效率  24-25
    2.4 光合细菌J5-2电镜结果  25
    2.5 菌落形态及生理生化特征  25-26
    2.6 活细胞吸收光谱  26
    2.7 16S rDNA序列及其系统发育树分析  26-27
  3 讨论  27-28
  4 结论  28-29
第三章 光合细菌J5-2的生物学特性  29-36
  1 材料与方法  29-30
    1.1 材料  29
    1.2 方法  29-30
  2 结果与分析  30-34
    2.1 C、N源利用情况  30-31
    2.2 pH、温度、接种量对J5-2生长的影响  31-32
    2.3 光照、振荡、含氧量对J5-2生长的影响  32-33
    2.4 最适生长条件下J5-2的生长曲线  33-34
  3 讨论  34
  4 结论  34-36
第四章 光合细菌J5-2的烟嘧磺隆降解特性  36-43
  1 材料与方法  36-38
    1.1 材料  36
    1.2 方法  36-38
  2 结果与分析  38-42
    2.1 烟嘧磺隆耐受浓度  38
    2.2 pH对降解率的影响  38-39
    2.3 温度对降解率的影响  39
    2.4 光照对降解率的影响  39-40
    2.5 接种量对降解率的影响  40
    2.6 最适条件下降解效率  40-41
    2.7 降解谱测定  41
    2.8 烟嘧磺隆代谢方式  41-42
  3 讨论  42
  4 结论  42-43
参考文献  43-47
附录A  47-49
致谢  49-50
个人简历  50

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境科学基础理论 > 环境生物学 > 环境微生物学
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