高交降解菌JBW4对两种土壤中硫丹的强化降解及去毒效应

摘要

本文以硫丹为研究对象，研究了硫丹高效降解菌JBW4对红壤与黑土中硫丹的降解作用和去毒效应。分别研究了JBW4菌株对红壤和黑土中硫丹的降解能力、JBW4在两种土壤中的定殖情况、接种JBW4菌株后硫丹降解前后土壤遗传毒性变化以及硫丹在两种土壤中的降解产物四个方面，主要研究结果如下:
　　1、使用本实验室已经筛选的降解菌JBW4，测定其在红壤与黑土中对硫丹的降解能力。本研究设置灭菌土(SE)、自然土(NE)、灭菌土+降解菌(SEJ)、自然土+降解菌NEJ)四个土壤处理，分别于处理后0、3、7、14、21、28、35、49、63、77d取样测定土壤中硫丹的残留量。研究表明:在红壤中，α硫丹在灭菌土、自然土、灭菌土+降解菌和自然土+降解菌四个处理中的半衰期分别为129.3d、111.9d、42.1d和32.4d;β硫丹在灭菌土、自然土、灭菌土+降解菌、自然土+降解菌四个处理中的半衰期分别为175d、162.6d、65.7d和50.4d。在黑土中，α硫丹在灭菌土、自然土、灭菌土+降解菌和自然土+降解菌四个处理中的半衰期分别为63.9d、31.8d、20.9和16.3d;β硫丹在灭菌土、自然土、灭菌土+降解菌和自然土+降解菌四个处理中的半衰期分别为105.8d、82.32d、50.46d和39.0d。说明降解菌JBW4对两种土壤中硫丹的降解起到明显的促进作用。两种土壤相比，黑土中硫丹的降解速率明显高于红壤。
　　2、采用PCR-DGGE方法分析降解菌JBW4在两种土壤中的定殖情况。本试验研究了接种3、5、7d后降解菌JBW4在红壤和黑土中的定殖情况。通过对比DGGE图谱条带，JBW4在两种土壤的DGGE谱图中条带清晰明亮，说明降解菌JBW4在两种土壤中均定殖良好。
　　3、为了研究降解菌JBW4接种到土壤中后对硫丹污染土壤遗传毒性的影响，本文以赤子爱胜蚓为试验材料，采用去离子水提取方法提取硫丹，采用滤纸法染毒，通过彗星试验检测蚯蚓DNA损伤程度，以此为评价指标判断硫丹降解前后土壤遗传毒性的变化情况。分别于处理后3、21、49、77d取样检测蚯蚓体腔细胞的损伤程度。研究表明:相同时间条件下，加降解菌处理彗星拖尾长度明显小于未加降解菌处理彗星拖尾的长度，说明降解菌JBW4加快了土壤中硫丹的降解，减小了土壤的遗传毒性。
　　4、采用GC-MS检测两种土壤中硫丹的降解产物。研究结果表明，在降解菌JBW4作用下，硫丹在两种土壤中的降解产物均为硫丹已酯和硫丹醚。推测降解菌JBW4在两种土壤中对硫丹的降解途径为水解途径，硫丹先水解为硫丹二醇，再进一步水解为硫丹已酯和硫丹醚。