芳氧苯氧丙酸类和氯乙酰胺类除草剂降解菌的分离鉴定、降解基因克隆表达及其代谢途径研究

发布时间：2024-06-30 05:44

　　除草剂大量使用造成的环境污染问题日益受到人们的关注,解决污染的手段与方法不断地被提出和更新,其中利用微生物降解除草剂已成为近年来的研究热点。芳氧苯氧丙酸类和氯乙酰胺类除草剂是我国除草甘膦以外,使用最多的两大类除草剂,并且这两类除草剂的品种多,使用量大；在解决了农田杂草危害的同时,也给环境带来了巨大的污染。本研究以精嗯唑禾草灵和乙草胺为底物,对芳氧苯氧丙酸类和氯乙酰胺类除草剂降解微生物进行了分离鉴定,以期为这两大类除草剂污染的生物修复及其抗除草剂转基因作物的研究提供理论基础和微生物资源。 一、精噁唑禾草灵降解菌的分离鉴定及降解特性研究 从长期受农药污染的土壤中分离出能够快速降解精嗯唑禾草灵的菌株T1,根据表型特征、生理生化特性及16S rDNA系统发育分析,将其初步鉴定为红球菌属(Rhodococcus sp.)。菌株T1最适生长温度和pH分别25℃和7.0,好氧性生长,当NaCl浓度小于3%时,菌体生长良好。 经HPLC/MS鉴定菌株T1代谢精嗯唑禾草灵的产物为精噁唑禾草灵酸,即该菌株降解精噁唑禾草灵是依靠断裂其酯键来实现的,但是它不能进一步降解精嗯唑禾草灵酸。菌株T1可以精嗯唑禾草灵...

【文章页数】：176 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
符号与缩略语说明
前言
第一章 文献综述
    1 芳氧苯氧丙酸类除草剂污染及微生物降解研究
        1.1 芳氧苯氧丙酸类除草剂
        1.2 芳氧苯氧丙酸类除草剂的除草机理
        1.3 芳氧苯氧丙酸类除草剂的生态毒性
        1.4 芳氧苯氧丙酸类除草剂在环境中的代谢转化
        1.5 芳氧苯氧丙酸类除草剂的微生物降解研究
    2 氯乙酰胺类除草剂污染及微生物降解研究
        2.1 氯乙酰胺类除草剂
        2.2 氯乙酰胺类除草剂的除草机理
        2.3 氯乙酰胺类除草剂的生态毒性
        2.4 氯乙酰胺类除草剂在环境中的代谢转化
        2.5 氯乙酰胺类除草剂的微生物降解研究
    3 微生物降解除草剂基因及其在转基因作物中的应用
        3.1 抗除草剂转基因作物的发展
        3.2 微生物来源的抗除草剂基因
    4 Rhodococcus、Sphingobium和Delftia属微生物在有机污染物降解中的研究进展
        4.1 Rhodococcus属微生物
        4.2 Sphingobium属微生物
        4.3 Delftia属微生物
    参考文献
第二章 精噁唑禾草灵降解菌的分离鉴定、降解特性研究及精噁唑禾草灵水解酶基因feh的克隆表达
    第一节 精噁唑禾草灵降解菌的分离鉴定
        1 材料与方法
            1.1 培养基与试剂
            1.2 仪器
            1.3 精噁唑禾草灵降解菌的富集与分离
            1.4 精噁唑禾草灵的检测
            1.5 降解菌株的初步鉴定
            1.6 降解菌株16S rRNA序列分析
            1.7 降解菌株系统发育地位的确定
        2 结果与分析
            2.1 精噁唑禾草灵降解菌的富集与分离
            2.2 菌株T1的初步鉴定
            2.3 菌株T1系统发育地位的确定
            2.4 环境条件对菌株T1生长的影响
            2.5 菌株T1对抗生素的抗性试验
        3 讨论
        本节小结
        参考文献
    第二节 菌株T1对精噁唑禾草灵的降解特性研究及其代谢途径分析
        1 材料与方法
            1.1 菌株、培养基与试剂
            1.2 菌株T1种子液的制备
            1.3 菌株T1对精噁唑禾草灵降解特性研究
            1.4 精噁唑禾草灵及其他芳氧苯氧丙酸类除草剂浓度测定
        2 结果与分析
            2.1 菌株T1以精噁唑禾草灵为唯一碳源的降解曲线及降解产物的鉴定
            2.2 温度对菌株T1降解精噁唑禾草灵的影响
            2.3 pH值对菌株T1降解精噁唑禾草灵的影响
            2.4 精噁唑禾草灵初始浓度对菌株T1降解能力的影响
            2.5 接种量对菌株T1降解精噁唑禾草灵的影响
            2.6 金属离子对菌株T1降解精噁唑禾草灵的影响
            2.7 菌株T1对其他芳氧苯氧丙酸类除草剂的降解
        3 讨论
        本节小结
        参考文献
    第三节 精噁唑禾草灵水解酶基因feh的克隆与表达
        1 材料与方法
            1.1 菌株、培养基与试剂
            1.2 菌株T1粗酶液酯酶酶谱分析及基因组文库筛选标记的确定
            1.3 菌株T1基因组文库的构建
            1.4 精噁唑禾草灵水解酶基因feh的PCR扩增及TA克隆
            1.5 表达载体pET29a-feh的构建
            1.6 精噁唑禾草灵水解酶基因feh的表达与纯化
        2 结果与分析
            2.1 菌株T1粗酶液酯酶酶谱分析及基因组文库筛选标记的确定
            2.2 菌株T1基因组文库的构建
            2.3 精噁唑禾草灵水解酶基因feh的PCR扩增及TA克隆
            2.4 表达载体pET29a-feh的构建
            2.5 精噁唑禾草灵水解酶Feh的重组表达
            2.6 精噁唑禾草灵水解酶Feh的纯化
            2.7 精噁唑禾草灵水解酶Feh活力测定
        3 讨论
        本节小结
        参考文献
    第四节 精噁唑禾草灵水解酶Feh的酶学性质研究
        1 材料与方法
            1.1 试剂
            1.2 温度和pH值对精噁唑禾草灵水解酶Feh活性和稳定性的影响
            1.3 金属离子对精噁唑禾草灵水解酶Feh活性的影响
            1.4 精噁唑禾草灵水解酶对其他芳氧苯氧丙酸类除草剂及含酯键农药的酶活性测定
            1.5 精噁唑禾草灵水解酶Feh的底物特异性
            1.6 有机溶剂、表面活性剂及螯合剂对精噁唑禾草灵水解酶Feh活性和稳定性的影响
            1.7 精噁唑禾草灵水解酶Feh米氏常数(K_m)和最大反应速率(V_max)的测定
        2 结果与分析
            2.1 温度和pH值对精噁唑禾草灵水解酶Feh活性和稳定性的影响
            2.2 金属离子对精噁唑禾草灵水解酶Feh活性的影响
            2.3 精噁唑禾草灵水解酶Feh对其他芳氧苯氧丙酸类除草剂及含酯键农药的酶活测定
            2.4 精噁唑禾草灵水解酶Feh的底物特异性
            2.5 有机溶剂、螯合剂及表面活性剂对精噁唑禾草灵水解酶Feh活性和稳定性的影响
            2.6 精噁唑禾草灵水解酶Feh的米氏常数(K_m)和最大反应速率(V_max)
        3 讨论
        本节小结
        参考文献
第三章 乙草胺降解菌的分离鉴定及乙草胺代谢途径分析
    第一节 乙草胺降解菌的富集及其细菌多样性分析
        1 材料与方法
            1.1 培养基与试剂
            1.2 乙草胺降解菌的富集
            1.3 乙草胺的检测方法
            1.4 乙草胺降解富集液的细菌多样性分析
        2 结果与分析
            2.1 乙草胺降解富集液的获得
            2.2 富集液对乙草胺的降解曲线
            2.3 富集液的降解谱试验
            2.4 乙草胺降解富集液中细菌多样性分析
        3 讨论
        本节小结
        参考文献
    第二节 乙草胺降解菌的分离鉴定及乙草胺代谢途径分析
        1 材料与方法
            1.1 培养基与试剂
            1.2 乙草胺降解菌的分离
            1.3 乙草胺及其代谢产物的检测与鉴定
            1.4 降解菌株的初步鉴定
            1.5 降解菌株16S rRNA序列分析及系统发育地位的确定
            1.6 环境条件对降解菌株生长的影响
            1.7 乙草胺及其降解产物生物活性测定试验
        2 结果与分析
            2.1 乙草胺降解菌的分离及代谢途径分析
            2.2 乙草胺代谢中间产物CMEPA降解菌株的分离及代谢途径分析
            2.3 乙草胺代谢中间产物MEA降解菌的分离
            2.4 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1复合菌液对乙草胺的降解
            2.5 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1的初步鉴定
            2.6 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1的分类学地位
            2.7
            2.8 乙草胺及其降解产物生物学活性测定试验
        3 讨论
        本节小结
        参考文献
    第三节 乙草胺降解菌的降解特性及复合菌液对乙草胺的降解研究
        1 材料与方法
            1.1 菌株与培养基
            1.2 菌体生长量的测定
            1.3 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1对乙草胺及其代谢中间产物降解特性研究
            1.4 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1对乙草胺的联合降解
        2 结果与分析
            2.1 乙草胺、CMEPA和MEA标准曲线绘制
            2.2 菌株T3-1对乙草胺的降解特性研究
            2.3 菌株T3-6对CMEPA的降解特性研究
            2.4 菌株MEA3-1对MEA的降解特性研究
            2.5 菌株T3-1、T3-6和MEA3-1对乙草胺的联合降解
        3 讨论
        本节小结
        参考文献
全文总结
主要创新点
下一步工作设想
附录
攻读博士学位期间发表的论文目录
致谢



本文编号：3998473