除草剂禾草灵降解菌的筛

发布时间：2020-08-06 08:53

【摘要】：本研究以芳氧苯氧丙酸类除草剂禾草灵为底物,从长期受禾草灵污染区,分离筛选了两株功能菌。并对其生长特性及代谢途径进行研究,推测了一条禾草灵矿化途径,以期能为由此农药产生的环境污染治理及抗禾草灵转基因作物的研究提供理论依据和微生物资源基础。通过富集本研究筛选并纯化了两株禾草灵降解菌,命名为JT-3和JT-9。本文从培养特征及16S rRNA序列的同源性两方面,鉴定JT-3菌为红球菌属(Rhodococcus),JT-9菌为短波单胞菌属(Brevundimonas)。并分别从生长温度、酸碱度、对NaCl的耐受度、最佳碳源四个方面对JT-3和JT-9进行了生长特性的研究。通过试验得知,两株禾草灵降解菌的最适生长温度为30℃;最适生长pH值在7.0左右;低浓度的NaCl有利于他们的生长,高浓度会抑制生长;最佳碳源为葡萄糖,其后依次为果糖、乳糖、乙醇、淀粉。用HPLC和LC-ITMS对禾草灵的反应混合物进行检测,发现3种代谢产物,并分别被鉴定为禾草灵酸(DC)、2,4-二氯苯酚(DCP)和2-(4-羟基苯氧基)丙酸(HPP)。随后通过试验确定两株菌的关系为协同代谢。本文进一步以DCP为底物,研究了菌株JT-3代谢DCP的途径。根据GC-MS的结果,发现新的产物4-氯苯酚(4-CP)和4-氯邻苯二酚(4-CC)并推测了禾草灵矿化途径。对JT-3降解菌进行全基因组测序,根据测序所得的基因组序列草图和注释,发现可能参与反应的关键酶基因,并且通过RT-qPCR试验检测加入底物DCM或者DCP时,基因dcmA、dcmB1B2、dcmC、dcmD和dcmE的转录水平。试验结果为基因dcmA、dcmB1B2、dcmC、dcmD和dcmE的转录水平都分别增加了345、271、57、49和82倍。说明这些基因的确参与了禾草灵的代谢。继而构建带有组氨酸标签的原核表达载体,转入E.coli BL21(DE3)后,用IPTG诱导表达。本文采用高压破碎的方式破碎细胞获得粗酶液,用Ni-NTA-Sefinose Colum对目标蛋白进行纯化,通过聚丙烯凝胶电泳对纯酶液进行分析。电泳结果与根据酶基因序列计算得到的结果一致。购买部分代谢产物,验证这些酶的确参与了DCP代谢反应,分别对DcmA、DcmB1B2、DcmC进行了降解验证。另外,由于部分代谢产物没通过商业途径购买到,所以未能进行验证。但是根据相关文献的描述及对DcmC、DcmD和DcmE的同源性分析,进一步完整了禾草灵代谢途径。
【学位授予单位】：淮北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X592;X172
【图文】：

酯类,苯氧丙酸,结构模式,除草剂

酸类[12,15]（Aryloxyphenoxypropionate,APP）除草图 1-2 芳氧苯氧丙酸酯类除草剂结构模式Fig. 1-2 Structural model of AOPP herbicides

禾草灵,结构模式,除草剂

禾草灵除草剂结构模式

禾草灵,苯酚,苯乙醚,二氯苯酚

第一章绪论氯苯氧基苯乙醚；（4）-（2,4）二氯苯氧基苯酚；（5）二氯苯酚；（6）苯酚。Figure 1-3 Possible pathway of the microbial degradation of diclofop-methyl .(1) diclofop-methyl(methyl-2-[4-(2,4-dichlorophenoxy)phenoxy] propanoate); (2) acid metabolite, diclofop acid; (3)4-(2,4-dichlorophenoxy)phenetole; (4) 4-(2,4-dichlorophenoxy)phenol; (5)2,4-dichlorophenol;(6) phenol.

【相似文献】