氯嘧磺隆降解及其对土壤微生态影响的研究
发布时间：2022-11-02 20:58
磺酰脲类除草剂氯嘧磺隆（Chlorimuron-ethyl）残留药害对农业产生巨大的影响,本研究针对这一问题做了系统的研究。从多年施用氯嘧磺隆的土壤中分离出具有较高降解效果的菌株,研究其生长特性和降解特性,通过模拟土壤环境研究其实际应用效果,还从土壤酶和土壤微生物类群方面研究了氯嘧磺隆对土壤微生态的影响。 1、采用多年施用氯嘧磺隆的大豆田土壤作为研究材料,经过多次驯化培养后,最终得到菌株24株,其中细菌13株、真菌7株、放线菌4株,该菌种资源为氯嘧磺隆降解机制研究和商业化菌剂开发奠定了基础。在此基础上,采用高效液相色谱分析进一步测定其对氯嘧磺隆的降解率,获得了具有较高降解效率的菌株4个,降解率均达50%以上；并对其进行了菌种鉴定,D3为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、L1为蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）、L3巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）和C4a为长枝木霉（Trichoderma longibrachiatum）。结合生物学方法,进一步分析了不同环境因子对生长和降解效率的影响,并且实验室模拟环境测定菌株L3对氯嘧磺隆污...
【文章页数】：106 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 磺酰脲类除草剂的使用情况简介
1.1.1 磺酰脲类除草剂的作用机理
1.1.2 磺酰脲类除草剂的种类
1.1.3 磺酰脲类除草剂在应用中出现的问题
1.1.4 磺酰脲类除草剂的降解
1.2 农药残留的微生物修复
1.2.1 应用在农药降解中的微生物种类
1.2.2 微生物降解除草剂的机理
1.2.3 微生物修复存在的问题和展望
1.3 氯嘧磺隆的应用及其降解
1.3.1 氯嘧磺隆简介
1.3.2 氯嘧磺隆的理化性质
1.3.3 氯嘧磺隆的作用特性
1.3.4 土壤中的状况及其后茬的安全性
1.3.5 氯嘧磺隆的检测方法
1.3.6 氯嘧磺隆降解菌的筛选
1.4 农药对土壤微生态的影响
1.4.1 农药对土壤微生物种群的影响
1.4.2 农药对土壤酶活性的影响
1.5 变性凝胶电泳(DGGE)在微生物微生态学上的应用
1.5.1 DGGE原理
1.5.2 DGGE在微生物生态学中的应用
1.5.3 DGGE技术的局限性
1.5.4 DGGE的前景展望
1.6 本研究的内容和技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 技术路线
2 降解菌株的筛选、分离与鉴定
2.1 试验材料和仪器
2.1.1 实验材料和试剂
2.1.2 培养基
2.1.3 仪器设备
2.2 氯密磺隆降解菌株的驯化、分离和降解率的测定方法
2.2.1 氯嘧磺隆降解菌株的驯化和分离
2.2.2 氯嘧磺隆含量的测定
2.2.3 氯嘧磺隆降解率的测定
2.3 降解菌株的鉴定
2.3.1 细菌菌株形态观察及生理生化实验鉴定
2.3.2 生理生化特征鉴定
2.3.3 分子序列分析
2.4 实验结果与分析
2.4.1 氯嘧磺隆降解菌株纯化与降解率测定的结果
2.4.2 菌株鉴定结果
2.5 本章小结
3 氯嘧磺隆降解菌株的生长特性和降解特性的研究
3.1 材料及仪器
3.2 降解菌株的培养条件优化
3.2.1 菌落数-OD(600)标准曲线测定
3.2.2 菌株最适生长pH值测定
3.2.3 菌株最适生长温度测定
3.2.4 菌株最适转速测定
3.2.5 接种量对氯嘧磺隆高效降解细菌生长的影响
3.2.6 通气量对氯嘧磺隆高效降解细菌生长的影响
3.2.7 生长曲线的测定
3.3 降解特性的研究
3.3.1 温度对降解率的影响
3.3.2 初始pH对降解率的影响
3.3.3 接种量对降解率的影响
3.3.4 氯嘧磺隆初始浓度对降解率的影响
3.3.5 摇床转速对降解率的影响
3.4 模拟环境中菌株L3对氯嘧磺隆降解的影响
3.4.1 生物法测定菌株L3对氯嘧磺隆的降解
3.4.2 模拟土壤环境中菌株L3对氯嘧磺隆的降解
3.5 菌株生长条件的优化结果
3.5.1 菌株L3活菌数及OD值的关系
3.5.2 初始pH对菌株L3生长的影响
3.5.3 温度对菌株L3生长的影响
3.5.4 摇床转速对菌株L3生长的影响
3.5.5 接种量对菌株L3生长的影响
3.5.6 装液量对菌株L3生长的影响
3.5.7 菌株L3生长曲线的测定
3.6 菌株L3降解氯嘧磺隆条件的优化
3.6.1 温度对菌株L3降解氯嘧磺隆的影响
3.6.2 接种量对菌株L3降解氯嘧磺隆的影响
3.6.3 初始农药浓度对菌株L3降解氯嘧磺隆的影响
3.6.4 初始pH值对菌株L3降解氯嘧磺隆的影响
3.6.5 摇床转速对菌株L3降解氯嘧磺隆的影响
3.6.6 菌株L3对氯嘧磺隆降解曲线的绘制
3.6.7 生物测定法测定菌株L3对氯嘧磺隆的降解影响
3.6.8 土壤模拟实验菌株对氯嘧磺隆降解的影响
3.7 本章小结
4 氯嘧磺隆降解酶的性质研究
4.1 材料与方法
4.1.1 材料和药品
4.1.2 仪器
4.2 实验方法
4.2.1 粗酶液的提取
4.2.2 氯嘧磺隆标准曲线
4.2.3 降解酶定位
4.2.4 蛋白标准曲线的测定
4.2.5 产酶曲线的测定
4.2.6 pH对粗酶液酶促反应的影响
4.2.7 温度对粗酶液酶促反应的影响
4.2.8 粗酶液的酸碱稳定性测定
4.2.9 粗酶液的热稳定性测定
4.2.10 金属离子对粗酶液的影响
4.3 结果分析
4.3.1 氯嘧磺隆标准曲线的测定
4.3.2 降解酶位置的确定
4.3.3 蛋白曲线的测定
4.3.4 菌株不同时间段内产酶和降解率的关系
4.3.5 温度对降解酶降解氯嘧磺隆的影响
4.3.6 pH值对氯嘧磺隆降解酶对氯嘧磺隆降解率的影响
4.3.7 恒温保存对降解酶活性的影响
4.3.8 pH保存对降解酶活性的影响
4.3.9 金属离子对降解酶活性的影响
4.4 本章小结
5 氯嘧磺隆对土壤中微生态的影响
5.1 材料与方法
5.1.1 材料和药品仪器
5.1.2 土壤处理
5.2 土壤酶活性的测定方法
5.2.1 过氧化氢酶活性的测定
5.2.2 多酚氧化酶活性的测定
5.2.3 蛋白酶活性的测定
5.2.4 脲酶活性的测定
5.2.5 蔗糖酶活性的测定
5.2.6 脱氢酶活性的测定
5.3 氯嘧磺隆对土壤微生物的影响
5.3.1 土壤样品的处理
5.3.2 土壤微生物的测定
5.4 土壤细菌菌群的DGGE分析方法
5.4.1 土壤细菌基因组DNA提取
5.4.2 土壤基因组DNA16SrDNA片段的PCR扩增
5.4.3 变性凝胶电泳
5.4.4 染色
5.4.5 割胶回收
5.4.6 指纹图谱分析
5.4.7 克隆和序列分析
5.5 土壤酶测定结果分析
5.5.1 氯嘧磺隆对于土壤过氧化氢酶活性的影响
5.5.2 氯嘧磺隆对于土壤多酚氧化酶活性的影响
5.5.3 氯嘧磺隆对于土壤蛋白酶活性的影响
5.5.4 氯嘧磺隆对于土壤脲酶活性的影响
5.5.5 氯嘧磺隆对于土壤蔗糖酶活性的影响
5.5.6 氯嘧磺隆对于土壤脱氢酶活性的影响
5.6 氯嘧磺隆对土壤菌群的影响分析
5.6.1 氯嘧磺隆对土壤中细菌的影响
5.6.2 氯嘧磺隆对土壤中真菌的影响
5.6.3 氯嘧磺隆对土壤中放线菌的影响
5.7 土壤菌群的DGGE分析结果
5.7.1 土壤DNA提取结果
5.7.2 特异性引物的PCR扩增
5.7.3 氯嘧磺隆对土壤微生物群落结构的影响
5.8 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]氯嘧磺隆降解菌的分离鉴定及其降解特性[J]. 刘艳,范丽薇,王晓萍. 微生物学通报. 2010(08)
[2]磺酰脲类除草剂残留的微生物降解研究进展[J]. 尹乐斌,刘勇,张德咏,张松柏,张国民. 微生物学通报. 2010(04)
[3]磺酰脲类除草剂的发展现状、市场与未来趋势[J]. 张敏恒. 农药. 2010(04)
[4]降解菌2N3对被氯嘧磺隆污染土壤的生物修复[J]. 汪佳秀,张祥辉,穆文辉,张浩. 农药学学报. 2010(01)
[5]氯嘧磺隆降解菌株LW-3的分离及生物学特性研究[J]. 王哲,孙纪全,马吉平,黄星,李顺鹏. 微生物学通报. 2008(12)
[6]氯嘧磺隆高效降解真菌F8的分离和鉴定[J]. 滕春红,陶波. 土壤通报. 2008(05)
[7]一株降解苄嘧磺隆光合细菌的分离鉴定及其降解特性[J]. 张松柏,张德咏,罗香文,尹乐斌,刘勇,程菊娥,朱春辉. 生态环境. 2008(05)
[8]可降解水体中烟嘧磺隆微生物的分离与筛选[J]. 杨亚君,刘顺,武丽芬,庞民好,陶哺,张金林. 农药学学报. 2007(03)
[9]长残留除草剂氯嘧磺隆降解菌的筛选、鉴定和降解特性[J]. 丁伟,杨薇,白赫,程茁,曲娟娟. 作物杂志. 2007(04)
[10]土壤有机农药污染微生物修复及降解菌基因工程研究进展[J]. 高瑞英,王玉生,卢桂宁,陶雪琴,杨梅. 甘蔗糖业. 2007(02)
本文编号：3700259
【文章页数】：106 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 磺酰脲类除草剂的使用情况简介
1.1.1 磺酰脲类除草剂的作用机理
1.1.2 磺酰脲类除草剂的种类
1.1.3 磺酰脲类除草剂在应用中出现的问题
1.1.4 磺酰脲类除草剂的降解
1.2 农药残留的微生物修复
1.2.1 应用在农药降解中的微生物种类
1.2.2 微生物降解除草剂的机理
1.2.3 微生物修复存在的问题和展望
1.3 氯嘧磺隆的应用及其降解
1.3.1 氯嘧磺隆简介
1.3.2 氯嘧磺隆的理化性质
1.3.3 氯嘧磺隆的作用特性
1.3.4 土壤中的状况及其后茬的安全性
1.3.5 氯嘧磺隆的检测方法
1.3.6 氯嘧磺隆降解菌的筛选
1.4 农药对土壤微生态的影响
1.4.1 农药对土壤微生物种群的影响
1.4.2 农药对土壤酶活性的影响
1.5 变性凝胶电泳(DGGE)在微生物微生态学上的应用
1.5.1 DGGE原理
1.5.2 DGGE在微生物生态学中的应用
1.5.3 DGGE技术的局限性
1.5.4 DGGE的前景展望
1.6 本研究的内容和技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 技术路线
2 降解菌株的筛选、分离与鉴定
2.1 试验材料和仪器
2.1.1 实验材料和试剂
2.1.2 培养基
2.1.3 仪器设备
2.2 氯密磺隆降解菌株的驯化、分离和降解率的测定方法
2.2.1 氯嘧磺隆降解菌株的驯化和分离
2.2.2 氯嘧磺隆含量的测定
2.2.3 氯嘧磺隆降解率的测定
2.3 降解菌株的鉴定
2.3.1 细菌菌株形态观察及生理生化实验鉴定
2.3.2 生理生化特征鉴定
2.3.3 分子序列分析
2.4 实验结果与分析
2.4.1 氯嘧磺隆降解菌株纯化与降解率测定的结果
2.4.2 菌株鉴定结果
2.5 本章小结
3 氯嘧磺隆降解菌株的生长特性和降解特性的研究
3.1 材料及仪器
3.2 降解菌株的培养条件优化
3.2.1 菌落数-OD(600)标准曲线测定
3.2.2 菌株最适生长pH值测定
3.2.3 菌株最适生长温度测定
3.2.4 菌株最适转速测定
3.2.5 接种量对氯嘧磺隆高效降解细菌生长的影响
3.2.6 通气量对氯嘧磺隆高效降解细菌生长的影响
3.2.7 生长曲线的测定
3.3 降解特性的研究
3.3.1 温度对降解率的影响
3.3.2 初始pH对降解率的影响
3.3.3 接种量对降解率的影响
3.3.4 氯嘧磺隆初始浓度对降解率的影响
3.3.5 摇床转速对降解率的影响
3.4 模拟环境中菌株L3对氯嘧磺隆降解的影响
3.4.1 生物法测定菌株L3对氯嘧磺隆的降解
3.4.2 模拟土壤环境中菌株L3对氯嘧磺隆的降解
3.5 菌株生长条件的优化结果
3.5.1 菌株L3活菌数及OD值的关系
3.5.2 初始pH对菌株L3生长的影响
3.5.3 温度对菌株L3生长的影响
3.5.4 摇床转速对菌株L3生长的影响
3.5.5 接种量对菌株L3生长的影响
3.5.6 装液量对菌株L3生长的影响
3.5.7 菌株L3生长曲线的测定
3.6 菌株L3降解氯嘧磺隆条件的优化
3.6.1 温度对菌株L3降解氯嘧磺隆的影响
3.6.2 接种量对菌株L3降解氯嘧磺隆的影响
3.6.3 初始农药浓度对菌株L3降解氯嘧磺隆的影响
3.6.4 初始pH值对菌株L3降解氯嘧磺隆的影响
3.6.5 摇床转速对菌株L3降解氯嘧磺隆的影响
3.6.6 菌株L3对氯嘧磺隆降解曲线的绘制
3.6.7 生物测定法测定菌株L3对氯嘧磺隆的降解影响
3.6.8 土壤模拟实验菌株对氯嘧磺隆降解的影响
3.7 本章小结
4 氯嘧磺隆降解酶的性质研究
4.1 材料与方法
4.1.1 材料和药品
4.1.2 仪器
4.2 实验方法
4.2.1 粗酶液的提取
4.2.2 氯嘧磺隆标准曲线
4.2.3 降解酶定位
4.2.4 蛋白标准曲线的测定
4.2.5 产酶曲线的测定
4.2.6 pH对粗酶液酶促反应的影响
4.2.7 温度对粗酶液酶促反应的影响
4.2.8 粗酶液的酸碱稳定性测定
4.2.9 粗酶液的热稳定性测定
4.2.10 金属离子对粗酶液的影响
4.3 结果分析
4.3.1 氯嘧磺隆标准曲线的测定
4.3.2 降解酶位置的确定
4.3.3 蛋白曲线的测定
4.3.4 菌株不同时间段内产酶和降解率的关系
4.3.5 温度对降解酶降解氯嘧磺隆的影响
4.3.6 pH值对氯嘧磺隆降解酶对氯嘧磺隆降解率的影响
4.3.7 恒温保存对降解酶活性的影响
4.3.8 pH保存对降解酶活性的影响
4.3.9 金属离子对降解酶活性的影响
4.4 本章小结
5 氯嘧磺隆对土壤中微生态的影响
5.1 材料与方法
5.1.1 材料和药品仪器
5.1.2 土壤处理
5.2 土壤酶活性的测定方法
5.2.1 过氧化氢酶活性的测定
5.2.2 多酚氧化酶活性的测定
5.2.3 蛋白酶活性的测定
5.2.4 脲酶活性的测定
5.2.5 蔗糖酶活性的测定
5.2.6 脱氢酶活性的测定
5.3 氯嘧磺隆对土壤微生物的影响
5.3.1 土壤样品的处理
5.3.2 土壤微生物的测定
5.4 土壤细菌菌群的DGGE分析方法
5.4.1 土壤细菌基因组DNA提取
5.4.2 土壤基因组DNA16SrDNA片段的PCR扩增
5.4.3 变性凝胶电泳
5.4.4 染色
5.4.5 割胶回收
5.4.6 指纹图谱分析
5.4.7 克隆和序列分析
5.5 土壤酶测定结果分析
5.5.1 氯嘧磺隆对于土壤过氧化氢酶活性的影响
5.5.2 氯嘧磺隆对于土壤多酚氧化酶活性的影响
5.5.3 氯嘧磺隆对于土壤蛋白酶活性的影响
5.5.4 氯嘧磺隆对于土壤脲酶活性的影响
5.5.5 氯嘧磺隆对于土壤蔗糖酶活性的影响
5.5.6 氯嘧磺隆对于土壤脱氢酶活性的影响
5.6 氯嘧磺隆对土壤菌群的影响分析
5.6.1 氯嘧磺隆对土壤中细菌的影响
5.6.2 氯嘧磺隆对土壤中真菌的影响
5.6.3 氯嘧磺隆对土壤中放线菌的影响
5.7 土壤菌群的DGGE分析结果
5.7.1 土壤DNA提取结果
5.7.2 特异性引物的PCR扩增
5.7.3 氯嘧磺隆对土壤微生物群落结构的影响
5.8 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]氯嘧磺隆降解菌的分离鉴定及其降解特性[J]. 刘艳,范丽薇,王晓萍. 微生物学通报. 2010(08)
[2]磺酰脲类除草剂残留的微生物降解研究进展[J]. 尹乐斌,刘勇,张德咏,张松柏,张国民. 微生物学通报. 2010(04)
[3]磺酰脲类除草剂的发展现状、市场与未来趋势[J]. 张敏恒. 农药. 2010(04)
[4]降解菌2N3对被氯嘧磺隆污染土壤的生物修复[J]. 汪佳秀,张祥辉,穆文辉,张浩. 农药学学报. 2010(01)
[5]氯嘧磺隆降解菌株LW-3的分离及生物学特性研究[J]. 王哲,孙纪全,马吉平,黄星,李顺鹏. 微生物学通报. 2008(12)
[6]氯嘧磺隆高效降解真菌F8的分离和鉴定[J]. 滕春红,陶波. 土壤通报. 2008(05)
[7]一株降解苄嘧磺隆光合细菌的分离鉴定及其降解特性[J]. 张松柏,张德咏,罗香文,尹乐斌,刘勇,程菊娥,朱春辉. 生态环境. 2008(05)
[8]可降解水体中烟嘧磺隆微生物的分离与筛选[J]. 杨亚君,刘顺,武丽芬,庞民好,陶哺,张金林. 农药学学报. 2007(03)
[9]长残留除草剂氯嘧磺隆降解菌的筛选、鉴定和降解特性[J]. 丁伟,杨薇,白赫,程茁,曲娟娟. 作物杂志. 2007(04)
[10]土壤有机农药污染微生物修复及降解菌基因工程研究进展[J]. 高瑞英,王玉生,卢桂宁,陶雪琴,杨梅. 甘蔗糖业. 2007(02)
本文编号：3700259
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3700259.html
