阿特拉津降解菌株BTAH1的分离鉴定、降解特性及应用的研究

发布时间：2021-10-15 21:52

　　阿特拉津，也称莠去津，是在世界范围內广泛使用的一种三嗪类除草剂，在国内外杂草防除上占有重要的地位。阿特拉津虽然是一种低毒除草剂，但在土壤中具有比较长的持留性，其半衰期长，使用量大，因此在国外很多自然水体中都检测到了阿特拉津及其降解产物，并且很多浓度都远远超过美国环保局规定的安全浓度，造成严重的环境污染，随着除草剂在我国的推广使用，阿特拉津给我国的环境也带来了很大的影响，多次发生严重污染事故。阿特拉津的长残留性还有一个非常严重的后果，即对后茬作物的药害问题。有研究表明，当土壤中含量大于0.1mg／kg时，即影响小麦的萌发与生长，而对于极其敏感的作物水稻来说，河水中阿特拉津对水稻苗期的安全灌溉浓度为0.01mg／L，而对水稻的致死浓度是0.1mg/L。在阿特拉津污染修复的过程中，通常使用的两种生物处理的方案：生物刺激和生物原位修复。对生物刺激来说，如果要成功，土著微生物必须已经具备阿特拉津代谢的能力，它们的代谢活性可以通过对土壤补充适当的营养物质而得到增强。在生物原位修复中，土著微生物不具有阿特拉津降解能力而必须通过外源微生物的投加来获得这一能力。一系列的实验表明采用生物原位的方法来消除土... 

【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号与缩略语
第一章 除草剂阿特垃津生物降解研究进展
    1 概述
        1.1 理化性质
        1.2 毒性
        1.3 应用范围
        1.4 不同作物对阿特拉津的抗性
        1.5 阿特拉津对作物的药害及分析
        1.6 有关阿特拉津的一些标准
    2 阿特拉津的微生物降解
        2.1 简单的s-三嗪化合物的微生物代谢
        2.2 阿特拉津的微生物代谢
    参考文献
第二章 研究中所涉及的主要研究方法概述
    1 常见鉴定分类方法概述
        1.1 概述
        1.2 表型多样性研究
        1.3 遗传多样性研究
    2 降解基因的克隆方法概述
        2.1 根据已知序列克隆基因
        2.2 新基因的克隆方法
    参考文献
第三章 阿特拉津降解菌的富集、分离及鉴定
    第一节 阿特拉津降解菌的富集和分离
        1 材料与方法
            1.1 培养基和仪器
            1.2 土壤样品的富集
            1.3 阿特拉津降解菌的分离
            1.4 阿特拉津浓度的检测
            1.5 BTAH1碳源、氮源和微生物利用
            1.6 蛋白胨、酵母粉和NaCl浓度对BTAH1生长的影响
            1.7 BTAH1在基础盐培养基和1／10LB培养基中生长曲线的测定
            1.8 BTAH1最适生长条件的测定
            1.9 BTAH1的生理尘化鉴定
            1.10 BTAH1的16S rDNA序列的测定
        2 结果与分析
            2.1 阿特拉津降解菌的分离及其对阿特拉津的降解情况
            2.2 菌株BTAH1对维生素、碳源和氮源的利用情况及蛋白胨浓度对BTAH1生长的影响
            2.3 BTAH1在基础盐培养基和1／10 LB培养基中的生长曲线
            2.4 温度、通气量和pH值对BTAH1生长的影响
            2.5 BTAH1的生理生化鉴定
            2.6 BTAH1基因组DNA的提取和16S rDNA的扩增
            2.7 菌株BTAH1 16S rDNA序列的聚类分析
        3 讨论
    第二节 阿特拉津降解菌株BTAH1的鉴定
        1 材料与方法
            1.1 培养基
            1.2 菌株
            1.3 模式菌株的活化
            1.4 碳源发酵实验
            1.5 16S rDNA同源性分析
            1.6 菌体的培养、收集及DNA的大量提取
            1.7 用于DNA-DNA液相杂交的DNA浓度、纯度检查
            1.8 Tm值及G+C mol％测定
            1.9 DNA-DNA杂交
        2 结果与分析
            2.1 BTAH1与四个模式菌株在形态学上的比较
            2.2 BTAH1与四个模式菌株在碳源发酵产酸上的比较
            2.3 五个菌株16S rDNA同源性的比较
            2.4 菌株BTAH1的Tm值和G+C％含量及DNA-DNA液相杂交温度的确定
            2.5 DNA-DNA液相杂交复性速率及DNA-DNA同源性
        3 讨论
    参考文献
第四章 菌株BTAH1对阿特拉津的降解特性与降解基因的研究
    第一节 菌株BTAH1对阿特拉津降解特性的研究
        1 材料与方法
            1.1 培养基和药品
            1.2 菌株BTAH1对阿特拉津的利用
            1.3 培养基氮浓度及pH值测定
            1.4 温度和pH对菌株BTAH1降解阿特拉津的影响
            1.5 菌株BTAH1对阿特拉津的脱氯作用
            1.6 菌株BTAH1降解中间产物的检测
            1.7 菌株BTAH1降解谱的测定
        2.结果与分析
            2.1 菌株BTAH1对阿特拉津的利用
            2.2 菌株BTAH1降解后培养基的氨浓度和pH值
            2.3 温度和pH值对阿特拉津降解的影响
            2.4 BTAH1对阿特拉津的脱氯作用
            2.5 降解过程中羟基阿特拉津的检测
            2.6 降解过程中氰尿酸的检测
            2.7 BTAH1的降解谱
        3 讨论
    第二节 菌株BTAH1阿特拉津降解基因保守性的研究及降解基因的定位
        1 材料与方法
            1.1 培养基和试剂
            1.2 菌株
            1.3 基因组DNA的小量提取
            1.4 阿特拉津降解基因保守片段的扩增
            1.5 质粒DNA的小量提取
            1.6 质粒DNA的小量酶切
            1.7 BTAH1的阿特拉津降解基因的Southern杂交定位
        2.结果与分析
            2.1 阿特拉津降解基因保守片段的扩增
            2.2 阿特拉津降解基因保守性的分析
            2.3 菌株BTAH1中质粒的检测
            2.4 菌株BTAH1中质粒的纯化和酶切比较
            2.5 菌株BTAH1阿特拉津降解基因的定位
        3 讨论
    第三节 BTAH1质粒上阿特拉津降解相关片段的克隆
        1.材料与方法
            1.1 培养基和试剂
            1.2 菌株与质粒
            1.3 质粒DNA的提取和酶切
            1.4 质粒DNA酶切产物的Southern杂交检测
            1.5 质粒DNA酶切片段的回收
            1.6 脱磷载体的制备
            1.7 酶连
            1.8 高效感受态细胞的制备和转化
            1.9 阳性克隆的杂交法筛选
            1.10 阳性克隆测序和序列分析
        2 结果与分析
            2.1 质粒DNA的酶切分析
            2.2 质粒DNA的酶切产物的Southern杂交
            2.3 脱磷载体的制备和质粒DNA的酶切产物回收
            2.4 阳性克隆的筛选和酶切验证
            2.5 阳性克隆的PCR验证
            2.6 pBT24序列分析
            2.7 pBT24序列与pADP-1、pAA1相关序列的比较
            2.8 atzB基因序列的比较
            2.9 pBT2和pBT24序列的酶切位点验证
        3 讨论
    参考文献
第五章 BTAH1在土壤中对阿特拉津的降解
    第一节 菌株BTAH1在土壤中对阿特拉津的降解
        1 材料与方法
            1.1 培养基
            1.2 供试菌株和植物
            1.3 供试土壤
            1.4 降解菌浓度和施用时间对土壤中阿特拉津降解的影响
            1.5 降解菌的施用对敏感作物(小麦)生长的影响
        2 结果与分析
            2.1 降解菌BTAH1的使用浓度和施用时间对土壤中阿特拉津降解的影响
            2.2 降解菌的修复作用对小麦长势的影响
            2.3 降解菌的修复作用对小麦鲜重的影响
        3 讨论
    第二节 BTAH1的使用对土壤微生物群落结构的影响
        1 材料与方法
            1.1 供试土壤
            1.2 供试菌株
            1.3 除草剂阿特拉津和降解菌的施用
            1.4 测定方法
            1.5 土壤16S rDNA文库的建立及ARDRA分析
            1.6 土壤细菌遗传多样性的统计分析
        2 结果与分析
            2.1 土壤中阿特拉津的降解情况
            2.2 阿特拉津和降解菌的使用对呼吸强度、土壤微生物C和微生物N的影响
            2.3 除草剂和降解菌的使用对土壤中主要微生物类群的数量的影响
            2.4 四种土壤总DNA的提取、纯化和16S rDNA的扩增
            2.5 四种土壤16S rDNA文库的RFLP分析
            2.6 阿特拉津及降解菌的使用对土壤微生物多样性的影响
            2.7 四种土壤酶切类型的两两比较及主要酶切类型克隆数的比较
        3 讨论
    参考文献
全文总结
附录一 文中所用试剂与培养基配方
附录二 相关DNA序列
致射
攻读学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]除草剂二氯喹啉酸对水稻田土壤中微生物种群的影响[J]. 吕镇梅,闵航,叶央芳.  应用生态学报. 2004(04)
[2]苯噻草胺对水田土壤呼吸强度和酶活性的影响[J]. 叶央芳,闵航,周湘池.  土壤学报. 2004(01)
[3]土壤微生物总DNA的提取和纯化[J]. 张瑞福,曹慧,崔中利,李顺鹏,樊奔.  微生物学报. 2003(02)
[4]阿特拉津及其降解产物对张家口地区饮用水资源的影响[J]. 任晋,蒋可.  科学通报. 2002(10)
[5]微生物分子生态学技术及其在环境污染研究中的应用[J]. 钟鸣,周启星.  应用生态学报. 2002(02)
[6]官厅水库水中阿特拉津残留的分析及污染来源[J]. 任晋,蒋可,周怀东.  环境科学. 2002(01)
[7]乙草胺对土壤微生物的影响研究[J]. 于建垒,宋国春,万鲁长,曹德强,于迎春.  环境污染治理技术与设备. 2000(05)
[8]阿特拉津在土壤中的生物降解研究[J]. 叶常明,王杏君,弓爱君,雷志芳.  环境化学. 2000(04)
[9]阿特拉津在农田灌溉水及土壤中的残留分析方法及影响的研究[J]. 王立仁,赵明宇.  农业环境保护. 2000(02)
[10]美国现行饮用水标准[J]. 路凯,鄂学礼,陈亚妍.  国外医学(卫生学分册). 2000(02)



本文编号：3438682