氯嘧磺隆降解菌的分离鉴定、降解特性和机理及其修复效果

发布时间：2017-04-29 04:06

  本文关键词：氯嘧磺隆降解菌的分离鉴定、降解特性和机理及其修复效果，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：氯嘧磺隆是美国杜邦公司于20世纪80年代开发并研制出来的一种低毒、广谱的选择性内吸传导型磺酰脲类除草剂,主要应用于防除大豆、玉米和水稻等田地的阔叶杂草和部分禾本科杂草。长期大量频繁的使用氯嘧磺隆,会引起杂草的抗药性,同时对轮种作物造成一定药害,污染农田土壤及其周围水体,对人类健康产生威胁。本文以分离筛选出的氯嘧磺隆降解菌为对象,研究分离株对氯嘧磺隆的降解特性并揭示其可能的降解途径。主要研究结果如下：从污染的土壤中筛选到一株以氯嘧磺隆为唯一氮源的细菌D,通过形态特征和16S rDNA序列分析鉴定为克雷伯氏菌属(klebsiella sp.),命名为klebsiella sp.D。分离株D对氯嘧磺隆的降解主要受底物浓度、温度和pH值等因素的影响,分离株D对氯嘧磺隆的降解符合一级动力学方程,在pH 7.0,30℃条件下,1、10、100 mg/L氯嘧磺隆的降解半衰期分别为0.93 d、4.08 d、27.40 d；在30℃条件下,pH 5.0、7.0和9.0时,分离株D对10 mg/L氯嘧磺隆的降解半衰期分别为2.99 d、3.91 d和6.20 d；20℃、30℃和40℃时分离株D对10 mg/L氯嘧磺隆的降解半衰期分别为23.31 d、4.08 d和0.37 d。综合考虑各方面因素,在不同条件下分离株D对氯嘧磺隆的降解作用大小依次为pH7.0pH9.0pH5.0, 100 mg/L 10 mg/L 1 mg/L,30℃40℃20℃。HPLC-MS/MS分析结果表明分离株D主要将氯嘧磺隆降解为两种产物：邻磺酰苯甲酸亚胺和2-氨基-4-氯-6-甲氧基嘧啶。分离株D对氯嘧磺隆的降解途径：首先,氯嘧磺隆磺的酰脲桥键断裂生成2-氨基-4-氯-6-甲氧基嘧啶和邻磺酰胺苯甲酸乙酯,其中,2-氨基-4-氯-6-甲氧基嘧啶最终可能会完全降解为水和二氧化碳；邻磺酰胺苯甲酸乙酯通过水解作用转化为邻磺酰胺苯甲酸,接着通过环化作用转化为邻磺酰苯甲酸亚胺。另外,邻磺酰胺苯甲酸乙酯也可能会被氧化成邻甲酸乙酯苯磺酰基异氰酸酯。实验结果表明,菌株D对氯嘧磺隆的降解为解毒过程。与未加入菌株D对照相比,加入降解菌D处理后玉米的株高、鲜重和干重的抑制率分别减少了51.25%、36.83%和23.40%,表明加入降解菌D可以有效降低氯嘧磺隆对玉米生长的抑制。
【关键词】：磺酰脲类除草剂 氯嘧磺隆 降解途径 生物修复 Klebsiella sp.
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X592;X172
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 文献综述12-23
• 1.1 磺酰脲类除草剂的研究现状12
• 1.2 磺酰脲类除草剂的吸附-解吸行为及迁移12-13
• 1.3 磺酰脲类除草剂的降解13-14
• 1.4 磺酰脲类除草剂的微生物降解14-16
• 1.4.1 降解磺酰脲类除草剂的微生物14-15
• 1.4.2 微生物降解磺酰脲类除草剂的机理15-16
• 1.5 影响磺酰脲类除草剂微生物降解的因素16-18
• 1.5.1 pH值对磺酰脲类除草剂微生物降解的影响16
• 1.5.2 温度对磺酰脲类除草剂微生物降解的影响16-17
• 1.5.3 化合物结构对磺酰脲类除草剂微生物降解的影响17
• 1.5.4 其他因素对磺酰脲类除草剂微生物降解的影响17-18
• 1.6 氯嘧磺隆及其环境毒理学效应18-19
• 1.6.1 氯嘧磺隆简介18
• 1.6.2 氯嘧磺隆的理化性质18
• 1.6.3 氯嘧磺隆的作用方式与除草机理18-19
• 1.6.4 氯嘧磺隆的生态毒性19
• 1.7 氯嘧磺隆的降解19-21
• 1.7.1 氯嘧磺隆的水解19-20
• 1.7.2 氯嘧磺隆的光化学降解20
• 1.7.3 降解氯嘧磺隆的微生物20-21
• 1.8 氯嘧磺隆生物修复的应用及效果评价21
• 1.9 本研究的目的及意义21-23
• 第二章 氯嘧磺隆降解菌的分离与鉴定23-32
• 2.1 引言23-24
• 2.2 材料与方法24-25
• 2.2.1 试剂与药品24
• 2.2.2 培养基24
• 2.2.3 仪器与设备24-25
• 2.3 方法25-27
• 2.3.1 氯嘧磺隆降解株富集与分离25
• 2.3.2 降解菌的形态观察及生理生化鉴定25-26
• 2.3.3 降解菌的生长曲线26
• 2.3.4 氯嘧磺隆的提取26
• 2.3.5 氯嘧磺隆的检测条件26-27
• 2.4 结果与讨论27-31
• 2.4.1 降解菌株D的分离和鉴定27-30
• 2.4.2 氯嘧磺隆降解菌的生长曲线30-31
• 2.5 小结31-32
• 第三章 分离株D对氯嘧磺隆的降解特性32-45
• 3.1 引言32-33
• 3.2 材料与方法33-35
• 3.2.1 试剂与药品33
• 3.2.2 仪器与设备33
• 3.2.3 培养基33-34
• 3.2.4 降解菌剂的制备34
• 3.2.5 氯嘧磺隆微生物降解实验34
• 3.2.6 氯嘧磺隆的提取34-35
• 3.2.7 氯嘧磺隆的检测方法35
• 3.2.8 氯嘧磺隆的添加回收率35
• 3.3 结果与讨论35-44
• 3.3.1 无机盐中氯嘧磺隆的添加回收率35-37
• 3.3.2 底物浓度对氯嘧磺隆微生物降解的影响37-40
• 3.3.3 pH对氯嘧磺隆微生物降解的影响40-42
• 3.3.4 温度对氯嘧磺隆微生物降解的影响42-44
• 3.4 小结44-45
• 第四章 氯嘧磺隆的微生物降解途径45-54
• 4.1 引言45
• 4.2 材料与方法45-47
• 4.2.1 试剂与药品45
• 4.2.2 仪器与设备45-46
• 4.2.3 培养基46-47
• 4.2.4 氯嘧磺隆降解产物的提取47
• 4.3 结果与分析47-53
• 4.3.1 氯嘧磺隆降解产物分析47-51
• 4.3.2 氯嘧磺隆微生物降解途径的研究51-53
• 4.4 小结53-54
• 第五章 氯嘧磺隆降解菌的生物修复效果评价54-61
• 5.1 引言54-55
• 5.2 材料与方法55-60
• 5.2.1 材料与药品55
• 5.2.2 水培营养液55
• 5.2.3 培养基55
• 5.2.4 仪器与设备55-56
• 5.2.5 试验方法56-60
• 5.3 结果与分析60
• 5.4 小结60-61
• 第六章 结论61-63
• 参考文献63-73
• 致谢73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 滕春红;陶波;;氯嘧磺隆对土壤微生物类群及土壤呼吸强度的影响[J];土壤通报;2008年02期

2 纪明山;颜克成;刘周成;冯俊义;黄均艳;;氯嘧磺隆降解细菌的分离鉴定及其降解特性[J];中国农学通报;2012年09期

3 燕红;魏彦阳;何立;刘长睿;李雅杰;;高效氯嘧磺隆降解菌株培养条件的优化[J];大豆科学;2012年05期

4 郭健;汪佳秀;王国林;赵巍巍;张浩;;降解氯嘧磺隆微生物菌剂的制备及稳定性研究[J];安全与环境学报;2012年05期

5 李丽;谢明;周淑云;万方浩;包磊;;氯嘧磺隆高效降解细菌的分离与筛选[J];中国生物防治;2009年01期

6 燕红;代英杰;赵冉;;高效降解氯嘧磺隆菌株的分离筛选[J];大豆科学;2011年06期

7 谭焕波;李新宇;张惠文;李旭;徐明恺;;氯嘧磺隆与尿素对土壤微生物生物量碳、氮及无机氮的影响[J];应用生态学报;2012年08期

8 丁伟;杨薇;白赫;程茁;曲娟娟;;长残留除草剂氯嘧磺隆降解菌的筛选、鉴定和降解特性[J];作物杂志;2007年04期

9 秦胜红;李新宇;李旭;谢建飞;苏振成;张惠文;;不同土壤细菌种群结构对氯嘧磺隆胁迫的响应及降解菌系的获得[J];生态学杂志;2012年07期

10 陈萍;孟红莲;蔡青红;郭欣;陈冠华;;氯嘧磺隆分子印迹聚合物的合成及其性能[J];河北大学学报(自然科学版);2014年01期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 王哲;顾立锋;孙纪全;王保战;李荣;李顺鹏;;高效降解氯嘧磺隆菌株LW-3的分离鉴定及降解特性研究[A];第四次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2007年

2 高爽;陶波;张宗俭;;除草剂安全剂AU2保护玉米免受氯嘧磺隆药害的研究[A];中国植物生理学会全国学术年会暨成立40周年庆祝大会学术论文摘要汇编[C];2003年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 李建新;溧化：倾力打造环保型化工企业[N];江苏经济报;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 滕春红;氯嘧磺隆对土壤微生态的影响及其高效降解真菌的研究[D];东北农业大学;2006年

2 李德斌;氯嘧磺隆降解及其对土壤微生态影响的研究[D];东北林业大学;2012年

3 马吉平;氯嘧磺隆降解菌的降解特性和应用研究[D];南京农业大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 侍南;氯嘧磺隆降解菌的分离鉴定、降解特性和机理及其修复效果[D];浙江大学;2016年

2 韩婷婷;黄曲霉对大豆除草剂降解的研究[D];大连工业大学;2010年

3 李宝赫;氯嘧磺隆高效降解菌株的分离、鉴定及降解特性的研究[D];东北林业大学;2009年

4 刘艳;氯嘧磺隆、乙草胺和氟磺胺草醚降解菌的鉴定及其降解特性[D];哈尔滨师范大学;2011年

5 肖延臣;长残效除草剂氯嘧磺隆降解菌的筛选鉴定及其降解特性研究[D];黑龙江大学;2011年

6 张文花;氯嘧磺隆高效降解菌2N3生物特性及固化研究[D];吉林农业大学;2012年

7 刘辉;霉菌对磺酰脲除草剂残留解毒效应的研究[D];东北农业大学;2003年

8 邹月利;除草剂氯嘧磺隆的微生物降解机制及代谢产物研究[D];东北农业大学;2012年

9 李丽;氯嘧磺隆高效降解菌的分离筛选及其生物学特性研究[D];中国农业科学院;2008年

10 姜岩;氯嘧磺隆降解菌的分离及降解特性的研究[D];哈尔滨师范大学;2012年

  本文关键词：氯嘧磺隆降解菌的分离鉴定、降解特性和机理及其修复效果，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：334142