阿特拉津降解菌Arthrobacter sp.DNS10在黑土中定殖能力与基因表达情况研究

发布时间：2018-03-28 04:28

本文选题：阿特拉津　切入点：降解菌　出处：《东北农业大学》2015年硕士论文

【摘要】：阿特拉津是我国东北黑土地区施用最广泛的除草剂,近年来其大量的不合理施用导致了一系列环境问题,危害生态环境安全及人类健康。本研究以黑土地区的四个地点(阿城、长春、昌图、沈阳)的玉米田土壤为供试土壤,以研究室前期分离得到的高效阿特拉津降解菌Arthrobacter sp.DNS10为研究对象,研究了DNS 10在不同土壤中定殖、基因表达及实际降解能力,并分析了不同土壤环境理化性质、不同污染程度与其生长、及隐蔽表达间的相关性研究结果如下:在为期一个月的模拟修复研究中,阿特拉津在不同地区不同理化性质土壤中均具备一定的自然降解能力,阿特拉津降解菌DNS10的投加,能有效地提高土壤中阿特拉津的降解速率,修复中,各土壤样品分别于修复反应开始的第20、25、25、30天无阿特拉津检出,即已将土壤中阿特拉津完全降解。研究应用使用TRFLP技术分析、q PCR技术、气相色谱等方法,测定了阿特拉津降解菌Arthrobacter sp.DNS10在土壤中的定殖能力、基因表达量及各时期土壤中阿特拉津残留情况。结果表明,DNS10对不同的土壤环境均有着较强的适应能力,能够快速的在受污染土壤中定殖,表达相应的降解基因,有效地加快土壤中阿特拉津残留的去除。研究发现,DNS10基因表达量与菌体数量呈显著的正相关,随着修复反应时间的增加,不同理化性质土壤中,降解菌的定殖数量降低,降解基因trz N的表达量也随着降低;且在同一取样批次内部,不同供试土壤样品间,DNS10的定殖数量、基因表达量存在显著差异。研究对降解菌在不同修复时期、不同土壤样品中的定殖数量、基因表达量及各时期土壤中阿特拉津残留进行了相关性分析发现,土壤中降解菌DNS10的基因表达量与其在土壤中的定殖能力呈正相关。当土壤中降解菌菌体数量降低是,降解基因trz N的基因表达量也随之显著降低。同时,随时间增加,菌体的定殖、基因表达与相应时期土壤中阿特拉津的残留量呈显著的正相关关系,即当土壤中DNS10定殖数量减少、降解基因表达量降低时,降解菌对污染物阿特拉津的降解速率也显著降低。通过相关性分析发现,不同土壤中的理化性质是影响DNS10定殖及基因表达的主要原因,其中土壤有机制含量与土壤中DNS10的具体数量、基因表达量在0.05水平上呈显著的负相关关系,即随着土壤中有机质含量的增加,阿特拉津降解菌DNS10的定殖能力、基因表达量及实际的污染降解能力随之降低。土壤中,硝态氮的含量也与DNS10的生长存在一定的相关性,但这一因素的影响并不显著,土壤有机质是影响的最主要因素。研究中,有机质、铵态氮含量处于最低的沈阳地区土壤样品,在修复的各个时期定殖等情况均显著优于其它地区土壤。通过对影响DNS10的主要土壤理化性质的分析,选定了较为适宜降解菌DNS10生长、定殖及基因表达的沈阳地区土壤样品,考察了土壤中不同初始浓度的阿特拉津与菌体定殖、基因表达间的关系。研究表明,降解菌DNS10在不同试验所设置的5组不同初始污染浓度的土壤环境中能够较好的生存。同时还发现,在土壤环境中不同阿特拉津初始浓度与DNS10的定殖及基因表达间呈显著的正相关关系。在各组处理中,高浓度的阿特拉津能够显著促进DNS10的生长,而随着DNS10对供试土壤修复时间的增加,受土壤中阿特拉津残留浓度降低等因素影响,土壤中DNS10数量也会随之降低、基因表达量显著下降。
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【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X592;X172

【参考文献】