苯胺类除草剂二甲戊灵降解菌的筛选,降解特性及代谢的研究

摘要

二甲戊乐灵（N-(1-乙基丙基)-2,6-二硝基-3,4-二甲基苯胺；CAS no.40487-42-1）是一种二硝基苯胺类除草剂。二甲戊灵的作用机制是通过二甲戊灵进入植物体内与微管蛋白结合，抑制植物细胞的分裂和伸长。近年来被广泛应用于玉米、马铃薯、水稻、大豆、烟草、蔬菜等多种作物的除草。它的广泛使用导致在土壤、地下水、地表水和空气中被检测出来，对生态系统和人类健康产生了重大的危害。本实验室从南海近海岸底泥中筛选到两株二甲戊灵降解菌，命名为WL-4和WL-6。通过形态学、生化特征、16S rDNA序列鉴定，WL-4鉴定为假单胞菌属（Pseudomonas sp.WL-4），WL-6鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.WL-6）。菌株Pseudomonassp.WL-4最适pH和温度分别是7,30℃;菌株Bacillus sp.WL-6最适pH和温度分别是6，35℃。Haldane–Andrews模型描述在不同底物浓度下，二甲戊灵的降解速率。降解速率常数qmax，Ks和Ki被拟合分别为0.02873h-1，5.629 mg/L，240.2 mg/L。
　　在菌株Bacillus sp.WL-6降解二甲戊灵过程中，通过气相色谱质谱联用仪（GC-MS）有九个产物被捕捉和鉴定。二甲戊灵通过羟基化形成2-（（3,4-二甲基-2,6-二硝基苯基）氨基）丁-1-醇再通过脱烷基形成1-（5-甲基-7-硝基-1H-苯并[d]咪唑-1-基）丙-1-酮。二甲戊灵侧链的甲基先通过加氧酶形成羟基，然后在脱氢酶作用下生成7-氨基-5-甲基-1-（戊-3-基）-1H-苯并[d]咪唑-6-甲醛。细菌Bacillus sp.WL-6呈现了一个二甲戊灵全新的降解途径。而Pseudomonassp.WL-4有两个产物被捕捉并被鉴定为为1-（5-甲基-7-硝基-1H-苯并[d]咪唑-1-基）丙-1-酮，和7-氨基-5-甲基-1-（戊-3-基）-1H-苯并[d]咪唑-6-甲醛。因此Pseudomonas sp.WL-4和Bacillus sp.WL-6可潜在用于二甲戊乐灵污染水体和土壤的生态修复。

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引言

1.二甲戊灵的主要物化性质及用途

2.二甲戊灵的作用机制

3.二甲戊灵的生态毒性研究进展

4.二甲戊灵在环境中的迁移及残留

5.二甲戊灵在环境中的代谢转化

5.1二甲戊灵光解

5.2二甲戊灵在土壤中的降解

5.3二甲戊灵微生物的降解

第二部分 实验部分

第一章 二甲戊灵降解菌株的分离与鉴定

1 材料与方法

2.二甲戊灵降解菌的鉴定

3.结果与分析

3.讨论

第二章 二甲戊灵降解菌的生长和降解特性的研究

1材料

2方法

3.结果与分析

4.讨论

第三章 二甲戊灵代谢途径的解析

1材料

2方法

3结果与分析

4. 讨论

结论

参考文献

硕士学习期间发表的论文

致谢