农药降解菌施氏假单胞菌YC-YH1的分离鉴定及降解机理研究

发布时间：2020-12-21 10:59

　　有机磷农药的大量使用在消灭害虫确保农业生产的同时,环境中残留的农药给人类健康带来许多危害。快速、有效的清除环境中的农药残留已成为目前研究的热点。从污染环境中分离筛选高效降解菌,利用微生物对残留农药进行生物降解,是修复农药污染环境的重要手段之一。本研究从活性污泥中分离获得一株毒死蜱高效降解菌YC-YH1,该菌株能够利用毒死蜱为唯一磷源生长。通过显微镜和电镜扫描观察确定菌株YC-YH1的形态特征、结合Biolog微生物鉴定系统和16S r RNA基因序列分子进化分析,鉴定菌株YC-YH1为施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）。利用响应面法研究菌株YC-YH1的最适降解条件,结果表明:菌株YC-YH1的最适降解条件为培养温度32℃、培养基p H 7.3,菌种的初始接种量12.0 mg/L,在优化条件下培养4天,可将100 mg/L毒死蜱完全降解。在发酵条件下,菌株YC-YH1可耐受并降解高达400 mg/L的毒死蜱。降解底物谱分析发现,YC-YH1对有机磷农药、拟除虫菊酯类农药、多环芳烃化合物具有一定的降解能力。运用高效液相色谱-质谱联用技术检测菌株YC-YH1在无磷培养... 

【文章来源】：中国农业科学院北京市

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
英文缩略表
第一章 引言
    1.1 有机磷农药简介
        1.1.1 有机磷农药的历史
        1.1.2 有机磷农药的化学和毒理学特性
        1.1.3 有机磷农药的污染
    1.2 农药污染的生物修复
        1.2.1 生物修复简介
        1.2.2 有机磷农药降解菌
        1.2.3 有机磷农药降解酶
        1.2.4 有机磷降解基因的特性
        1.2.5 毒死蜱的微生物降解
    1.3 微生物基因组研究
        1.3.1 基因组及基因组学简介
        1.3.2 微生物基因组分析
    1.4 微生物蛋白质组研究
        1.4.1 蛋白质组及蛋白质组学简介
        1.4.2 蛋白质组学的研究策略和技术路线
        1.4.3 双向差异凝胶电泳技术（2D-DIGE）
    1.5 研究目的和意义
第二章 有机磷农药降解菌的分离与鉴定
    2.1 实验材料
        2.1.1 环境样品
        2.1.2 主要试剂及菌株、载体
        2.1.3 主要仪器
        2.1.4 培养基
        2.1.5 溶液的配制
    2.2 实验方法
        2.2.1 有机磷农药降解菌的富集及分离
        2.2.2 有机磷农药降解菌的鉴定
        2.2.3 有机磷农药降解菌的系统发育分析
        2.2.4 降解菌的生物表面活性剂检测
        2.2.5 降解菌中质粒的提取
    2.3 结果与分析
        2.3.1 降解菌的分离与筛选
        2.3.2 毒死蜱的标准曲线
        2.3.3 菌株YC-YH1的形态学特征
        2.3.4 菌株YC-YH1的生理生化特性
        2.3.5 菌株YC-YH1的抗生素抗性特征
        2.3.6 菌株YC-YH1的Biolog鉴定
        2.3.7 菌株YC-YH1的 16S r RNA基因系统发育分析
        2.3.8 菌株YC-YH1的生物表面活性剂检测
        2.3.9 菌株YC-YH1的质粒检测
    2.4 讨论
第三章 菌株YC-YH1的降解特性及代谢产物
    3.1 实验材料
        3.1.1 实验试剂和仪器
        3.1.2 相关溶液的配制
    3.2 实验方法
        3.2.1 菌株YC-YH1降解毒死蜱条件的优化
        3.2.2 菌株YC-YH1在液体培养基中对毒死蜱的降解
        3.2.3 菌株YC-YH1在土壤中对毒死蜱的降解
        3.2.4 菌株YC-YH1降解毒死蜱的发酵实验
        3.2.5 菌株YC-YH1降解毒死蜱代谢产物的检测
        3.2.6 菌株YC-YH1的底物谱分析
        3.2.7 菌株YC-YH1生物表面活性剂的提取与检测
    3.3 结果与分析
        3.3.1 菌株YC-YH1降解毒死蜱条件的优化
        3.3.2 菌株YC-YH1在水体和土壤中对毒死蜱的降解
        3.3.3 菌株YC-YH1对毒死蜱的发酵实验
        3.3.4 菌株YC-YH1降解毒死蜱代谢产物的检测
        3.3.5 菌株YC-YH1的底物谱
        3.3.6 菌株YC-YH1生物表面活性剂的检测
    3.4 讨论
第四章 菌株YC-YH1基因组测序及分析
    4.1 实验材料
        4.1.1 测序材料
        4.1.2 实验试剂
        4.1.3 实验仪器
        4.1.4 溶液的配制
    4.2 实验方法
        4.2.1 细菌基因组DNA提取
        4.2.2 测序流程
        4.2.3 基因组信息分析流程
    4.3 结果与分析
        4.3.1 基因组DNA的提取
        4.3.2 测序结果统计
        4.3.3 基因组注释分析
        4.3.4 比较基因组学分析
        4.3.5 高级分析
    4.4 讨论
第五章 菌株YC-YH1的蛋白质组学研究
    5.1 实验材料
        5.1.1 实验试剂
        5.1.2 实验仪器
        5.1.3 相关溶液的配制
    5.2 实验方法
        5.2.1 菌株处理
        5.2.2 细菌总蛋白的提取
        5.2.3 蛋白质浓度的测定
        5.2.4 双向电泳流程
        5.2.5 荧光标记蛋白
        5.2.6 荧光差异双向电泳
        5.2.7 蛋白质组差异点的质谱鉴定
        5.2.8 菌株总RNA的提取及反转录
        5.2.9 关键基因的荧光定量验证
    5.3 结果与分析
        5.3.1 双向电泳条件的优化
        5.3.2 菌株YC-YH1的差异蛋白质组分析
        5.3.3 关键基因的荧光定量验证
    5.4 讨论
第六章 有机磷降解调控蛋白的筛选
    6.1 实验材料
        6.1.1 实验试剂
        6.1.2 实验仪器
        6.1.3 溶液配制
    6.2 实验方法
        6.2.1 调控蛋白基因的克隆
        6.2.2 调控蛋白基因的表达和纯化
        6.2.3 调控蛋白的筛选
    6.3 结果与分析
        6.3.1 调控蛋白的表达与纯化
        6.3.2 调控蛋白的筛选
        6.3.3 调控蛋白的验证
    6.4 讨论
第七章 全文结论
    7.1 研究结果
    7.2 创新点
    7.3 研究展望
参考文献
附录
致谢
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]鼠李糖脂与疏水底物及其降解菌的相互作用[J]. 姜萍萍,郭楚玲,党志,卢桂宁,易筱筠,杨琛.  环境科学. 2011(07)
[2]混合污染物联合毒性研究进展[J]. 曾鸣,林志芬,尹大强,殷克东.  环境科学与技术. 2009(02)
[3]nr数据库分析及其本地化[J]. 邓泱泱,荔建琦,吴松锋,朱云平,陈耀文,贺福初.  计算机工程. 2006(05)

博士论文
[1]烟嘧磺隆降解菌黄篮状菌（Talaromyces flavus）的分离鉴定及降解机理研究[D]. 宋金龙.中国农业科学院 2013
[2]降解毒死蜱的副球菌TRP菌株基因组测序、cpd基因的克隆及功能验证[D]. 李康.中国农业科学院 2012
[3]拟除虫菊酯降解酶基因的克隆及酶学性质研究[D]. 翟逸.中国农业科学院 2012

硕士论文
[1]毒死蜱降解菌的分离、鉴定及其降解特性[D]. 史延华.中国农业科学院 2011
[2]生物表面活性剂对假单胞菌GP3A降解芘的性能影响及机理研究[D]. 姜萍萍.华南理工大学 2011
[3]有机磷农药残留高效降解微生物的筛选、鉴定及降解机理研究[D]. 徐刚明.山东农业大学 2007



本文编号：2929713