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两株拟除虫菊酯类农药降解菌的降解粗酶降解特性初探

作　者: 马爱丽
导　师: 廖敏
学　校: 浙江大学
专　业: 土壤学
关键词: 拟除虫菊酯类农药 产气肠杆菌降解酶 缺陷假单胞菌降解酶 混合酶
分类号: X592
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


拟除虫菊酯类农药是一类模拟天然除虫菊酯合成的含有多个苯环结构的广谱性杀虫剂,具有高效、低毒、耐光、耐热等特点,在农产品生产中被广泛使用。但是由于这类农药在环境中稳定、降解速度慢、降解率低、残留量高,因而带来了环境和食品安全问题。目前,对拟除虫菊酯类农药降解酶的研究大多数针对单一菌株的降解酶对某一或少数几个农药,而对能同时降解多种拟除虫菊酯类农药的降解酶或混合菌的降解酶报道较少。因此,本研究在以前的研究基础上对能够同时降解联苯菊酯、甲氰菊酯和氯氰菊酯3种拟除虫菊酯类农药的高效降解菌株M6R9和M5R14降解酶进行了特性研究,以期为降低农产品拟除虫菊酯类农药的残留提供科学依据。研究结果表明：1、菌株M6R9经鉴定为产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes),该菌为革兰氏阴性好氧型杆菌,大小约为长(0.8-1.9)μm、宽(0.5-1.0)μm,能够以3种菊酯农药为碳源生长；而菌株M5R14经鉴定为缺陷假单胞菌(pseudomonas diminuta),该菌为革兰氏阴性杆菌,好氧型,球形,大小(0.3-0.7)μm,能够以3种菊酯为唯一碳源生长。2、拟除虫菊酯类农药降解菌M6R9降解酶的特性研究表明,该菌株的拟除虫菊酯类农药降解粗酶为胞内酶,降解粗酶对联苯菊酯、甲氰菊酯和氯氰菊酯三种拟除虫菊酯类农药降解的最佳pH为7.5,最适温度为30℃,其米氏常数和最大降解速率因拟除虫菊酯类农药品种不同而不同。在pH6.0-8.0,温度为20℃-40℃条件下,降解粗酶对所用三种拟除虫菊酯类农药都能保持较高的降解活性。3、拟除虫菊酯类农药降解菌M5R14降解酶的特性研究表明,该菌株的拟除虫菊酯类农药降解粗酶为胞内酶,降解粗酶对联苯菊酯、甲氰菊酯和氯氰菊酯三种拟除虫菊酯类农药降解的最佳pH为6.5,最适温度为35℃,其米氏常数和最大降解速率因拟除虫菊酯类农药品种不同而不同。在pH5.0-8.0,温度为20℃-50℃条件下,降解粗酶对所用三种拟除虫菊酯类农药都能保持较高的降解活性。4、通过混粗酶对联苯菊酯、甲氰菊酯和氯氰菊酯的降解研究发现,不同接种比例下混合粗酶液对3种菊酯农药的降解率总体趋势随接种总量的增加而增加,接种比例1/1时对联苯菊酯、甲氰菊酯、氯氰菊酯的降解率最大,分别为56.31%、55.76%、54.91%。相同反应体系下,与单一粗酶液(M6R9或M5R14)相同接种量下(单一粗酶液为2ml,混合粗酶液M6R9和M5R14各1ml)对联苯菊酯、甲氰菊酯、氯氰菊酯的降解率(49.54%、46.23%和47.83%和44.56%、45.45%和45.56%)相比,混合粗酶液接种比例(M6R9/M5R14)1/1时,对3种菊酯的降解率分别增加了7.23%、9.35%、7.07%和10.75%、10.31%、9.35%,即混合粗酶液比单一粗酶液更有利于3种菊酯农药的降解。

全文目录


致谢  5-6摘要  6-8Abstract  8-10目录  10-13第一章 前言  13-27  1.1 茶叶与茶叶农药残留  13-15  1.2 拟除虫菊酯类杀虫剂  15-18    1.2.1 拟除虫菊酯类农药的简介  15-16    1.2.2 联苯菊酯、甲氰聚酯、氯氰菊酯  16-18  1.3 农药残留微生物降解的研究概况  18-20    1.3.1 农药残留的研究概况  18-19    1.3.2 农药的微生物降解研究进展  19-20  1.4 农药降解酶的研究概况  20-25    1.4.1 农药降解酶的分类及酶活测定  21-22    1.4.2 农药降解酶的来源  22    1.4.3 农药降解酶的酶系及其酶学性质  22-23    1.4.4 农药降解酶的分子生物学研究  23-24    1.4.5 农药降解酶的应用研究  24-25  1.5 本研究的立论依据、目的和意义  25-27第二章 菌株M6R9和M5R14的鉴定  27-34  2.1 实验材料和方法  27-29    2.1.1 实验材料  27    2.1.2 培养基  27-28    2.1.3 试剂和仪器  28    2.1.4 分离纯化单个菌株总DNA的提取  28    2.1.5 扩增的16S rDNA割胶回收  28    2.1.6 16S rDNA的提取剂PCR扩增  28-29    2.1.7 16S rDNA序列分析和系统发育树构建  29  2.2 结果分析  29-32    2.2.1 菌株M6R9总DNA的提取结果  29-30    2.2.2 菌株M6R9的16S rDNA基因PCR扩增及序列分析  30-31    2.2.3 菌株M5R14总DNA的提取结果  31    2.2.4 菌株M5R14的16S rDNA基因PCR扩增及序列分析  31-32  2.3 结论  32-34第三章 缺陷假单胞菌降解粗酶特性初探  34-44  3.1 材料和方法  34-38    3.1.1 菌株  34    3.1.2 培养基  34-35    3.1.3 试剂和仪器  35    3.1.4 水样中3种菊酯的添加回收率试验  35-36    3.1.5 缺陷假单胞菌M5R14的活化  36    3.1.6 粗酶液的制备及可溶性蛋白含量的测定  36    3.1.7 酶活力测定  36-37    3.1.8 粗提酶的米氏常数Km和最大反应速率测定及3种菊酯农药的降解动力学分析  37    3.1.9 拟除虫菊酯类农药残留量的测定  37-38  3.2 结果与分析  38-43    3.2.1 水样中3种菊酯的添加回收率试验  38    3.2.2 拟除虫菊酯类农药降解粗酶的定位  38-39    3.2.3 pH值对降解粗酶活性的影响  39-40    3.2.4 温度对降解粗酶活性的影响  40    3.2.5 降解粗酶的pH稳定性  40-41    3.2.6 降解粗酶的热稳定性  41    3.2.7 粗提酶的米氏常数Km和最大反应速率的测定  41-42    3.2.8 降解粗酶对3种拟除虫菊酯农药的降解动力学分析  42-43  3.3 结论  43-44第四章 产气肠杆菌M6R9降解酶特性的初探  44-50  4.1 材料和方法  44  4.2 结果与分析  44-49    4.2.1 拟除虫菊酯类农药降解粗酶的定位  44-45    4.2.2 pH值对降解粗酶活性的影响  45    4.2.3 温度对降解粗酶活性的影响  45-46    4.2.4 产气肠杆菌降解粗酶的pH稳定性  46-47    4.2.5 降解粗酶的热稳定性  47    4.2.6 粗提酶的米氏常数Km和最大反应速率的测定  47-48    4.2.7 降解粗酶对3种拟除虫菊酯农药的降解动力学分析  48-49  4.3 结论  49-50第五章 混合粗提酶降解特性的研究  50-55  5.1 材料与方法  50-51    5.1.1 不同比例的混合粗酶液对降解联苯菊酯、甲氰菊酯、氯氰菊酯的影响  50-51    5.1.2 体积比为1:1混合时的两种粗提酶混的米氏常数Km和最大反应速率测定及动力学分析  51  5.2 结果与分析  51-53    5.2.1 不同体积比例混合的粗酶液对降解3种菊酯农药的影响  51-52    5.2.2 1:1混合的粗提酶米氏常数Km和最大反应速率  52    5.2.3 降解粗酶对3种菊酯农药的降解动力学分析  52-53  5.3 结论  53-55第六章 讨论与问题展望  55-56参考文献  56-67作者简历  67

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 农用化学物质、有毒化学物质污染及其防治
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