精喹禾灵和磷酸三苯酯降解菌的筛选及降解机理研究

发布时间：2021-05-15 17:06

　　精喹禾灵（Quizalofop-p-ethyl,QPE）和磷酸三苯酯（Triphenyl phosphate,TPP）属于化学污染物中的有机污染物。本研究从甘肃省张掖市肃南县沙漠附近长期使用各种除草剂的农田中和广东省汕头市潮阳区贵屿镇长期受电子垃圾污染的排污河河底淤泥中分离获得二株分别对QPE和TPP具有高效降解能力的菌株,命名为YC-XJ1和YC-XJ2。通过菌落与细胞的形态观察、Biolog生理生化特性分析、基于16S rDNA序列的系统发育分析以及平均核苷酸一致性（ANI）分析,菌株YC-XJ1最终被鉴定为极甲基杆菌（Methylobacterium populi YC-XJ1）,菌株YC-XJ2最终被鉴定为矢野口鞘氨醇菌（Sphingobium yanoikuyae YC-XJ2）。通过单因素分析,研究了不同环境因素对菌株降解能力的影响。菌株YC-XJ1降解QPE的最适条件为pH8.0和35℃。菌株YC-XJ1对盐和高浓度QPE均表现出一定的耐受性。利用HPLC-MS方法确定了两种新的QPE代谢产物,2-羟基-6-氯喹喔啉和喹喔啉,推测了更完整的代谢途径。底物谱分析显示菌株YC... 

【文章来源】：中国农业科学院北京市

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号对照表
第一章 绪论
    1.1 芳氧苯氧丙酸酯类(AOPPs)除草剂的概述
        1.1.1 AOPPs类除草剂的发展过程
        1.1.2 AOPPs类除草剂的种类
        1.1.3 AOPPs类除草剂的作用机理
        1.1.4 AOPPs类除草剂的选择性机理
        1.1.5 AOPPs类除草剂的构效关系
    1.2 精喹禾灵(QPE)的负面效应
        1.2.1 QPE的肝脏毒性
        1.2.2 QPE的生殖毒性
        1.2.3 QPE的内分泌毒性
        1.2.4 QPE的急性毒性
        1.2.5 QPE的遗传毒性
        1.2.6 QPE的植物毒性和微生物毒性
        1.2.7 QPE的手性对映体的毒性差异
    1.3 芳氧苯氧丙酸酯类除草剂生物降解的研究进展
    1.4 有机磷酸酯类阻燃剂(OPFRs)的概述
        1.4.1 OPFRs的分类及分子结构
        1.4.2 OPFRs的阻燃原理
    1.5 有机磷酸酯类阻燃剂的负面效应
        1.5.1 OPFRs在生物体及环境中的暴露情况
        1.5.2 OPFRs的毒理学效应
    1.6 有机磷酸酯类阻燃剂生物降解的研究进展
    1.7 研究目的与意义
第二章 降解菌的分离与鉴定
    2.1 实验材料
        2.1.1 土壤和淤泥样品的采集
        2.1.2 主要试剂、菌株
        2.1.3 主要仪器
        2.1.4 培养基与母液的配制
    2.2 实验方法
        2.2.1 检测方法与标准曲线的建立
        2.2.2 QPE与TPP降解菌的富集、分离以及降解活性确定
        2.2.3 降解菌的鉴定方法
    2.3 结果与分析
        2.3.1 检测方法与标准曲线的建立
        2.3.2 QPE降解菌的鉴定
        2.3.3 TPP降解菌的鉴定
    2.4 讨论
第三章 菌株的降解特性与代谢途径分析
    3.1 实验材料
        3.1.1 实验仪器
        3.1.2 实验试剂
        3.1.3 培养基与底物母液的配制
    3.2 实验方法
        3.2.1 环境因素对菌株降解能力的影响
        3.2.2 菌株底物谱分析方法
        3.2.3 中间代谢产物检测与代谢途径分析
        3.2.4 细胞色素P450抑制剂对菌株YC-XJ2降解TPP的影响
        3.2.5 TPP降解酶的定位研究
        3.2.6 菌株YC-XJ2的实际土壤修复实验
    3.3 结果与分析
        3.3.1 不同环境因素对菌株YC-XJ1降解QPE的影响
        3.3.2 菌株YC-XJ1的底物谱分析
        3.3.3 QPE的代谢中间产物检测与代谢途径分析
        3.3.4 不同环境因素对菌株YC-XJ2降解TPP的影响
        3.3.5 菌株YC-XJ2的底物谱分析
        3.3.6 TPP的代谢中间产物检测与代谢途径分析
        3.3.7 细胞色素P450抑制剂对菌株YC-XJ2降解TPP的影响
        3.3.8 TPP水解酶的细胞定位分析
        3.3.9 菌株YC-XJ2的实际土壤修复实验
    3.4 讨论
第四章 菌株YC-XJ1的基因组测序及分析
    4.1 实验材料
        4.1.1 测序菌株
        4.1.2 实验仪器与试剂
    4.2 实验方法
        4.2.1 细菌YC-XJ1基因组DNA的提取
        4.2.2 基因组的测序流程
        4.2.3 原始测序数据的质控
        4.2.4 基因组的组装
        4.2.5 基因的预测与注释
        4.2.6 比较基因组分析
    4.3 结果与分析
        4.3.1 菌株YC-XJ1基因组DNA的提取
        4.3.2 菌株YC-XJ1基因组的组装和基础信息的预测结果
        4.3.3 菌株YC-XJ1的基因组圈图
        4.3.4 菌株YC-XJ1基因组的基因功能注释
        4.3.5 菌株YC-XJ1的比较基因组分析
    4.4 讨论
第五章 菌株YC-XJ2基因组的测序及分析
    5.1 实验材料
        5.1.1 测序菌株
        5.1.2 实验仪器与试剂
    5.2 实验方法
    5.3 结果与分析
        5.3.1 菌株YC-XJ2基因组DNA的提取
        5.3.2 菌株YC-XJ2基因组的组装和基础信息的预测结果
        5.3.3 菌株YC-XJ2的基因组圈图
        5.3.4 菌株YC-XJ2基因组的基因功能注释
        5.3.5 菌株YC-XJ2的比较基因组分析
    5.4 讨论
第六章 水解酶的酶学性质
    6.1 实验材料
        6.1.1 菌株与质粒
        6.1.2 酶与试剂
        6.1.3 实验仪器
    6.2 实验方法
        6.2.1 基因qpeh1和sy-pte的序列分析
        6.2.2 原核表达载体的构建
        6.2.3 诱导表达及蛋白纯化
        6.2.4 水解酶的底物谱
        6.2.5 环境因素对水解酶活力的影响
        6.2.6 酶促反应动力学参数的测定
        6.2.7 磷酸三酯酶Sy-PTE和Sb-PTE三维结构的比较分析
    6.3 实验结果
        6.3.1 基因qpeh2和sy-pte的序列分析
        6.3.2 原核表达载体的构建结果
        6.3.3 水解酶的诱导表达及纯化
        6.3.4 水解酶的底物谱
        6.3.5 环境因素对水解酶活性的影响
        6.3.6 水解酶酶促反应动力学研究
        6.3.7 Sy-PTE和Sb-PTE三维结构的比较分析
    6.4 讨论
第七章 全文总结
    7.1 实验结果
        7.1.1 QPE和TPP降解菌的分离与鉴定
        7.1.2 菌株的降解特性研究
        7.1.3 菌株的基因组测序
        7.1.4 相关水解酶的降解特性及酶学性质
    7.2 创新点
        7.2.1 创新点1
        7.2.2 创新点2
        7.2.3 创新点3
        7.2.4 创新点4
    7.3 研究展望
        7.3.1 研究展望1
        7.3.2 研究展望2
        7.3.3 研究展望3
        7.3.4 研究展望4
参考文献
附录
致谢
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]精喹禾灵降解菌株Bacillus subtilis H的分离鉴定及降解特性[J]. 侯颖,李静泉,尤晓颜,王维宇,裴韬,孙军杰.  中国环境科学. 2018(04)
[2]36种典型除草剂对绿藻的毒性研究[J]. 黄健,姜辉,曲甍甍,袁善奎,许秋瑾.  生态毒理学报. 2017(04)
[3]浅析中国环境污染现状、原因及对策[J]. 王嘉璇.  科技经济导刊. 2016(36)
[4]一株高效精喹禾灵降解菌的筛选、鉴定及降解特性研究[J]. 李梦雅,李杰,戴纯,张辉,王光利.  基因组学与应用生物学. 2017(02)
[5]10%精喹禾灵乳油对斑马鱼的急性毒性试验[J]. 赵小会,程翠利,周春姣,蒋红梅.  广州化工. 2016(16)
[6]中国农业环境污染现状及治理的科技创新路径[J]. 窦营,邓远建,陈胜.  科学管理研究. 2016(04)
[7]2-（4-芳氧苯氧基）丙酸类化合物的研究进展[J]. 刘祈星,柳爱平,胡艾希,黄明智,欧晓明,周海峰.  农药. 2015(08)
[8]农药除草剂雄性生殖毒性研究进展[J]. 黄婷,易吉平,曾明.  实用预防医学. 2015(04)
[9]土壤有机污染物生物修复技术研究进展[J]. 周际海,袁颖红,朱志保,姚春阳,张谷雨,高琪.  生态环境学报. 2015(02)
[10]基于全基因组的芽孢杆菌平均核苷酸同源性（ANI）分析[J]. 刘波,胡桂萍,唐唯其.  福建农业学报. 2013(09)

博士论文
[1]有机磷酸酯阻燃剂在鱼体内的富集、分布和代谢及其机制[D]. 汪国威.南京大学 2017
[2]芳香族污染物降解菌的分离及降解机理研究[D]. 任磊.中国农业科学院 2017
[3]除草剂对小麦产量和品质的影响及其残留特性[D]. 王正贵.扬州大学 2011

硕士论文
[1]中国环境污染与经济增长[D]. 鞠海伟.内蒙古财经大学 2015
[2]油桐异质型ACCase基因的克隆及功能表达研究[D]. 王哲.中南林业科技大学 2015
[3]多溴联苯醚（BDE-47）降解菌的筛选及降解途径的研究[D]. 关健飞.哈尔滨师范大学 2013
[4]四种除草剂对两种泥鳅的毒性效应[D]. 党炳俊.河南师范大学 2011



本文编号：3188019