除草劑大量使用造成的環境污染問題日益受到人們的關注,解決污染的手段與方法不斷地被提出和更新,其中利用微生物降解除草劑已成為近年來的研究熱點。芳氧苯氧丙酸類和氯乙酰胺類除草劑是我國除草甘膦以外,使用最多的兩大類除草劑,并且這兩類除草劑的品種多,使用量大；在解決了農田雜草危害的同時,也給環境帶來了巨大的污染。本研究以精嗯唑禾草靈和乙草胺為底物,對芳氧苯氧丙酸類和氯乙酰胺類除草劑降解微生物進行了分離鑒定,以期為這兩大類除草劑污染的生物修復及其抗除草劑轉基因作物的研究提供理論基礎和微生物資源。 一、精噁唑禾草靈降解菌的分離鑒定及降解特性研究 從長期受農藥污染的土壤中分離出能夠快速降解精嗯唑禾草靈的菌株T1,根據表型特征、生理生化特性及16S rDNA系統發育分析,將其初步鑒定為紅球菌屬(Rhodococcus sp.)。菌株T1最適生長溫度和pH分別25℃和7.0,好氧性生長,當NaCl濃度小于3%時,菌體生長良好。 經HPLC/MS鑒定菌株T1代謝精嗯唑禾草靈的產物為精噁唑禾草靈酸,即該菌株降解精噁唑禾草靈是依靠斷裂其酯鍵來實現的,但是它不能進一步降解精嗯唑禾草靈酸。菌株T1可以精嗯唑禾草靈...

【文章頁數】：176 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號與縮略語說明
前言
第一章 文獻綜述
    1 芳氧苯氧丙酸類除草劑污染及微生物降解研究
        1.1 芳氧苯氧丙酸類除草劑
        1.2 芳氧苯氧丙酸類除草劑的除草機理
        1.3 芳氧苯氧丙酸類除草劑的生態毒性
        1.4 芳氧苯氧丙酸類除草劑在環境中的代謝轉化
        1.5 芳氧苯氧丙酸類除草劑的微生物降解研究
    2 氯乙酰胺類除草劑污染及微生物降解研究
        2.1 氯乙酰胺類除草劑
        2.2 氯乙酰胺類除草劑的除草機理
        2.3 氯乙酰胺類除草劑的生態毒性
        2.4 氯乙酰胺類除草劑在環境中的代謝轉化
        2.5 氯乙酰胺類除草劑的微生物降解研究
    3 微生物降解除草劑基因及其在轉基因作物中的應用
        3.1 抗除草劑轉基因作物的發展
        3.2 微生物來源的抗除草劑基因
    4 Rhodococcus、Sphingobium和Delftia屬微生物在有機污染物降解中的研究進展
        4.1 Rhodococcus屬微生物
        4.2 Sphingobium屬微生物
        4.3 Delftia屬微生物
    參考文獻
第二章 精噁唑禾草靈降解菌的分離鑒定、降解特性研究及精噁唑禾草靈水解酶基因feh的克隆表達
    第一節 精噁唑禾草靈降解菌的分離鑒定
        1 材料與方法
            1.1 培養基與試劑
            1.2 儀器
            1.3 精噁唑禾草靈降解菌的富集與分離
            1.4 精噁唑禾草靈的檢測
            1.5 降解菌株的初步鑒定
            1.6 降解菌株16S rRNA序列分析
            1.7 降解菌株系統發育地位的確定
        2 結果與分析
            2.1 精噁唑禾草靈降解菌的富集與分離
            2.2 菌株T1的初步鑒定
            2.3 菌株T1系統發育地位的確定
            2.4 環境條件對菌株T1生長的影響
            2.5 菌株T1對抗生素的抗性試驗
        3 討論
        本節小結
        參考文獻
    第二節 菌株T1對精噁唑禾草靈的降解特性研究及其代謝途徑分析
        1 材料與方法
            1.1 菌株、培養基與試劑
            1.2 菌株T1種子液的制備
            1.3 菌株T1對精噁唑禾草靈降解特性研究
            1.4 精噁唑禾草靈及其他芳氧苯氧丙酸類除草劑濃度測定
        2 結果與分析
            2.1 菌株T1以精噁唑禾草靈為唯一碳源的降解曲線及降解產物的鑒定
            2.2 溫度對菌株T1降解精噁唑禾草靈的影響
            2.3 pH值對菌株T1降解精噁唑禾草靈的影響
            2.4 精噁唑禾草靈初始濃度對菌株T1降解能力的影響
            2.5 接種量對菌株T1降解精噁唑禾草靈的影響
            2.6 金屬離子對菌株T1降解精噁唑禾草靈的影響
            2.7 菌株T1對其他芳氧苯氧丙酸類除草劑的降解
        3 討論
        本節小結
        參考文獻
    第三節 精噁唑禾草靈水解酶基因feh的克隆與表達
        1 材料與方法
            1.1 菌株、培養基與試劑
            1.2 菌株T1粗酶液酯酶酶譜分析及基因組文庫篩選標記的確定
            1.3 菌株T1基因組文庫的構建
            1.4 精噁唑禾草靈水解酶基因feh的PCR擴增及TA克隆
            1.5 表達載體pET29a-feh的構建
            1.6 精噁唑禾草靈水解酶基因feh的表達與純化
        2 結果與分析
            2.1 菌株T1粗酶液酯酶酶譜分析及基因組文庫篩選標記的確定
            2.2 菌株T1基因組文庫的構建
            2.3 精噁唑禾草靈水解酶基因feh的PCR擴增及TA克隆
            2.4 表達載體pET29a-feh的構建
            2.5 精噁唑禾草靈水解酶Feh的重組表達
            2.6 精噁唑禾草靈水解酶Feh的純化
            2.7 精噁唑禾草靈水解酶Feh活力測定
        3 討論
        本節小結
        參考文獻
    第四節 精噁唑禾草靈水解酶Feh的酶學性質研究
        1 材料與方法
            1.1 試劑
            1.2 溫度和pH值對精噁唑禾草靈水解酶Feh活性和穩定性的影響
            1.3 金屬離子對精噁唑禾草靈水解酶Feh活性的影響
            1.4 精噁唑禾草靈水解酶對其他芳氧苯氧丙酸類除草劑及含酯鍵農藥的酶活性測定
            1.5 精噁唑禾草靈水解酶Feh的底物特異性
            1.6 有機溶劑、表面活性劑及螯合劑對精噁唑禾草靈水解酶Feh活性和穩定性的影響
            1.7 精噁唑禾草靈水解酶Feh米氏常數(K_m)和最大反應速率(V_max)的測定
        2 結果與分析
            2.1 溫度和pH值對精噁唑禾草靈水解酶Feh活性和穩定性的影響
            2.2 金屬離子對精噁唑禾草靈水解酶Feh活性的影響
            2.3 精噁唑禾草靈水解酶Feh對其他芳氧苯氧丙酸類除草劑及含酯鍵農藥的酶活測定
            2.4 精噁唑禾草靈水解酶Feh的底物特異性
            2.5 有機溶劑、螯合劑及表面活性劑對精噁唑禾草靈水解酶Feh活性和穩定性的影響
            2.6 精噁唑禾草靈水解酶Feh的米氏常數(K_m)和最大反應速率(V_max)
        3 討論
        本節小結
        參考文獻
第三章 乙草胺降解菌的分離鑒定及乙草胺代謝途徑分析
    第一節 乙草胺降解菌的富集及其細菌多樣性分析
        1 材料與方法
            1.1 培養基與試劑
            1.2 乙草胺降解菌的富集
            1.3 乙草胺的檢測方法
            1.4 乙草胺降解富集液的細菌多樣性分析
        2 結果與分析
            2.1 乙草胺降解富集液的獲得
            2.2 富集液對乙草胺的降解曲線
            2.3 富集液的降解譜試驗
            2.4 乙草胺降解富集液中細菌多樣性分析
        3 討論
        本節小結
        參考文獻
    第二節 乙草胺降解菌的分離鑒定及乙草胺代謝途徑分析
        1 材料與方法
            1.1 培養基與試劑
            1.2 乙草胺降解菌的分離
            1.3 乙草胺及其代謝產物的檢測與鑒定
            1.4 降解菌株的初步鑒定
            1.5 降解菌株16S rRNA序列分析及系統發育地位的確定
            1.6 環境條件對降解菌株生長的影響
            1.7 乙草胺及其降解產物生物活性測定試驗
        2 結果與分析
            2.1 乙草胺降解菌的分離及代謝途徑分析
            2.2 乙草胺代謝中間產物CMEPA降解菌株的分離及代謝途徑分析
            2.3 乙草胺代謝中間產物MEA降解菌的分離
            2.4 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1復合菌液對乙草胺的降解
            2.5 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1的初步鑒定
            2.6 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1的分類學地位
            2.7
            2.8 乙草胺及其降解產物生物學活性測定試驗
        3 討論
        本節小結
        參考文獻
    第三節 乙草胺降解菌的降解特性及復合菌液對乙草胺的降解研究
        1 材料與方法
            1.1 菌株與培養基
            1.2 菌體生長量的測定
            1.3 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1對乙草胺及其代謝中間產物降解特性研究
            1.4 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1對乙草胺的聯合降解
        2 結果與分析
            2.1 乙草胺、CMEPA和MEA標準曲線繪制
            2.2 菌株T3-1對乙草胺的降解特性研究
            2.3 菌株T3-6對CMEPA的降解特性研究
            2.4 菌株MEA3-1對MEA的降解特性研究
            2.5 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1對乙草胺的聯合降解
        3 討論
        本節小結
        參考文獻
全文總結
主要創新點
下一步工作設想
附錄
攻讀博士學位期間發表的論文目錄
致謝



本文編號：3998473