三氟氯氰菊酯降解菌Bacillus sp.GF-3的分离鉴定及生物学特性研究

摘要

从农药厂废水排放口附近的活性污泥中分离到一株能利用三氟氯氰菊酯为唯一碳源生长的细菌，命名为GF-3。根据其生理生化特征和16SrDNA基因序列（GenBank序列号为EU219735）相似性分析，将该菌株鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）。GF-3菌株在pH8～9左右生长良好；最适生长温度为30℃：好氧生长：具有一定的耐盐性，但在0～0.2g/100mL盐浓度范围生长较好；GF-3以半乳糖、葡萄糖和果糖为碳源时生长较好；以有机氮为氮源时生长明显优于无机氮。GF-3对头孢他定和阿莫西林有较强抗性，对青霉素，利福平，链霉素，卡那霉素，庆大霉素，四环素，氯霉素，红霉素，痒氟沙星没有抗性。
　　 对GF-3的降解特性研究结果显示，该菌株降解三氟氯氰菊酯的适宜温度为30℃左右，适宜pH为7～10；三氟氯氰菊酯的降解率和起始接种量关系不大，接种量在3～15％范围内均可获得较高的降解率；GF-3能有效地降解浓度为50～600mg/L的三氟氯氰菊酯，在24h内对100mg/L三氟氯氰菊酯的降解率达到98.4％。GF-3除了降解三氟氯氰菊酯外，还能降解甲氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、高效氯氰菊酯；在GF-3中存在大小为6500bp和3500bp左右的质粒，质粒消除后GF-3降解三氟氯氰菊酯不受影响，表明三氟氯氰菊酯的降解与质粒无关。
　　 GF-3的粗酶液在反应温度为40℃、pH值9.0时降解活性最大；该酶在30～60℃稳定性较好，60℃处理4h酶活仍有50％左右；不同有机溶剂对该酶的活性均有抑制作用，其中乙醇对其抑制作用最强；不同金属离子在不同浓度时均会对酶活性有一定的影响，Ag+、Cu2+和Mg2+在浓度为0.2mmol、2mmol和20mmol时对酶活性均有明显的抑制作用，Ca2+和Ni+在浓度为20mmol时对酶活性有抑制作用；0.2mmol、2mmol和20mmol的Mn2+和Zn2+，0.2mmol的Ni+、0.2mmol的Fe3+和0.2mmol、2mmol的Ca2+对酶活性影响不大；0.2mmol、2mmol和20mmol的Co2+，2mmol和20mmol的Fe3+和2mmol的Ni+对酶活性有一定的促进作用。酶的定域试验表明，降解酶为胞外酶；底物诱导试验表明，降解酶为组成酶。
　　 研究了Bacillus sp.GF-3，在实验室模拟条件下对三氟氯氰菊酯场地污染土壤的生物修复能力及其影响因素。结果表明108和109个·kg-1的接种量降解效果较明显，添加有机肥和葡萄糖可促进Bacillus sp.GF-3三氟氯氰菊酯的降解。

目录

文摘

英文文摘

符号与缩略语说明

前 言

第一章 农药残留的危害及微生物修复

1 拟除虫菊酯类杀虫剂的应用及其污染

2 拟除虫菊酯类农药的微生物降解

3 三氟氯氰菊酯及其应用

4 微生物修复技术

参考文献

第二章 农药污染土壤中三氟氯氰菊酯降解菌GF-3的分离鉴定

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论

参考文献

第三章 GF-3降解三氟氯氰菊酯的特性研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论

参考文献

第四章 GF-3降解三氟氯氰菊酯的酶学初步研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论

参考文献

第五章 三氟氯氰菊酯场地污染土壤的生物修复

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

参考文献

全文总结

附录一 文中所用培养基及试剂配方

附录二 攻读硕士学位期间发表的论文

致 谢