苄嘧磺隆降解菌株的分离、降解特性及降解途径研究

【摘要】苄嘧磺隆作为磺酰脲类除草剂的主要代表之一,其主要应用于水稻、小麦、大豆等重要粮食作物及花生、茶叶、苹果等经济作物种植中的杂草防除。长期重复施用苄嘧磺隆会造成残留,导致对后茬敏感作物的药害,造或作物的减产和经济损失。微生物降解是消除土壤中苄嘧磺隆残留的主要途径。本研究从江西某化工厂污水排放口的污泥中分离到一株以苄嘧磺隆为唯一碳源和能源生长的降解菌株BSM-1。它在7天内对20mg·L-1苄嘧磺隆的降解率为86.1%。通过对菌株的表型特征、生理生化特征、16SrRNA基因序列以及相似性比较分析,将菌株BSM-1初步鉴定为无色杆菌属(Achromobactersp.)。菌株BSM-1的最适生长碳、氮源分别为葡萄糖和酵母粉。菌株BSM-1在NaCl浓度2%～2.5%的培养基中生长良好,低于2%或高于2.5%的NaCl;农度都会对菌株的生长产生一定程度的阻碍。菌株BSM-1在25-35℃之间生长良好,最适生长温度为30℃,当生长温度为42℃时,菌株的生长明显受到抑制。该菌株能够在pH为6-9的范围内生长良好,且pH为7时最佳,当pH低于4时,菌株的生长受到明显的抑制。对菌株BSM-1降解特性的研究表明：接种量与菌株降解苄嘧磺隆的速率在一定范围内呈正相关,接种量大于5%以后,接种量的增加不再导致降解率的明显升高。当250mL的三角瓶中装液量不超过100mL时,菌株BSM-1降解率稳定,超过100mL时,菌株的降解率会下降。菌株BSM-1在pH值为6-8的范围内对苄嘧磺隆降解率较好,pH值为7时最佳,pH值高于8或低于6都会导致降解率的下降。菌株BSM-1在30℃时降解效果最佳,温度高于37℃或低于25℃都会导致菌株降解率的下降。对菌株BSM-1降解苄嘧磺隆的代谢产物的结构分析显示：它首先通过酯键的断裂将苄嘧磺隆转化为苄磺酸,苄磺酸又通过脲桥的断裂转化为邻甲酸苄基磺胺和2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶,然后邻甲酸苄基磺胺进一步断裂碳硫键并且使其生成的邻甲基苯甲酸发生环化。这是苄嘧磺隆微生物降解途径的最新进展。本研究的结果为利用微生物修复苄嘧磺隆污染的环境提供了菌株资源和理论依据。
【作者】李阳阳；
【导师】洪青；
【作者基本信息】南京农业大学，微生物学，2013，硕士
【关键词】苄嘧磺隆；生物降解；Achromobactersp.BSM-1；降解途径；

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