烟嘧磺隆降解产物对环境生物的毒性研究
发布时间：2020-07-10 22:59
【摘要】：本实验室从生产烟嘧磺隆农药厂的废水处理池采集污水,分离并鉴定出一株高效降解烟嘧磺隆的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)YB1菌株,同时对该菌株降解烟嘧磺隆的条件进行了最适降解条件的筛选,之后通过DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换柱进行分离,Native-PAGE和SDS-PAGE的方法从YB1菌株的胞外酶中分离得到了三种降解酶,分别为锰结合ABC转运蛋白、植物过氧化氢酶1和乙偶姻脱氢酶E1。本研究在此基础上,通过原核表达的方法,成功获得了三种胞外酶的可溶性酶液,利用水解圈试验和高效液相色谱仪验证三种降解酶对烟嘧磺隆的降解活性后,将降解产物进行提取,采用液质联用技术测定了YB1菌株和三种降解酶对烟嘧磺隆的降解产物,同时初步确定了YB1菌株和三种降解酶对烟嘧磺隆的降解途径,得到了两种主要降解产物分别是4,6-二羟基嘧啶和2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶。通过对两种主要降解产物进行毒性测定3种水生生物、蚯蚓以及6种非靶标植物,明确了两种降解产物对3种水生生物、蚯蚓以及6种非靶标植物的毒性等级均为“低毒”。其具体结果如下:1.本研究成功在大肠杆菌中表达了三种基因编码的烟嘧磺隆降解酶。采用常规分子生物学手段对三种降解酶进行原核表达和蛋白纯化,三种降解酶均得到了较高纯度的蛋白,其中这三种降解酶分别为锰结合ABC转运蛋白、植物过氧化氢酶1和乙偶姻脱氢酶E1。采用平板水解圈的方法测定锰结合ABC转运蛋白、植物过氧化氢酶1和乙偶姻脱氢酶E1对烟嘧磺隆的降解效果,结果表明,这三种降解酶均可以不同程度地降解烟嘧磺隆,其中植物过氧化氢酶1的降解效果最好,3 h时对初始浓度为1000mg/L的烟嘧磺隆降解率达76.70%;其次是乙偶姻脱氢酶E1,降解率为57.11%;最后是锰结合ABC转运蛋白的降解率为40.25%。2.本研究通过对YB1菌株和锰结合ABC转运蛋白、植物过氧化氢酶1和乙偶姻脱氢酶E1蛋白降解烟嘧磺隆的降解产物测定,经分析,发现三种降解酶与YB1菌株对烟嘧磺隆的降解产物完全一致。通过液质联用仪测定在正离子模式下质荷比为156m/z、230m/z和274m/z的三个片段分别为2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶、2-氨基磺酰基-N,N-二甲基烟酰胺和((4-(二甲基氨基甲酰基)吡啶-2-基)磺酰基)氨基甲酸,此三种降解产物的产生归结于烟嘧磺隆磺酰脲桥中C-N键的断裂。而片段304 m/z的产生则是源于吡啶环的开环和磺酰脲桥的断裂,为1-(4,6-二甲氧基-嘧啶-2-基)-3-(2-甲基亚氨基甲烷磺酰基-乙酰基)-脲,而质荷比为111 m/z的片段为4,6-二羟基嘧啶,则是由2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶进一步降解形成。3.测定了烟嘧磺隆和两种主要降解产物对斑马鱼、大型n灪托鄙ち性
本文编号：2749564
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