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本文运用富集驯化的方法从长期受甲磺隆污染的土壤中分离到了两株对甲磺隆具有较高降解能力的细菌,并对菌株鉴定和降解特性进行了研究,对菌株XJ-412-1降解三种磺酰脲类除草剂过程中产生的代谢物进行了鉴定,在此基础上推断了其在XJ-412-1作用下的代谢途径。并部分纯化了此代谢途径下的某一关键性的降解酶。本文还从土壤可培养微生物及土壤酶活性两个方面探讨了甲磺隆对土壤微生物的影响及其毒性效应。此外,在实验室内模拟田间环境,研究了降解菌剂XJ-412-1在土壤中对甲磺隆残留的降解效果。本试验结果为建立有效的甲磺隆污染预警指标体系、环境质量评价和甲磺隆降解菌剂的有效利用提供了有益的参考。本研究所获的主要结论如下:从受甲磺隆污染的土壤中分离到两株甲磺隆高效降解菌株,分别命名为XJ-412和XJ-412-1。根据它们的培养特征、生理生化特征以及16SrDNA序列的同源性分析等,分别鉴定为短波单胞菌属(Brevundimonassp.)和钩杆菌属(Ancylobactersp.)。这两株降解菌的最适生长温度都在30℃,最适pH值为7.0左右;都能耐受一定浓度的NaCl和抗生素;对葡萄糖和果糖等单糖的利用要好于淀粉等多糖,对蛋白胨、牛肉膏和酵母等有机氮源的利用明显的优于以硫酸按等无机氮源。降解菌株均能以甲磺隆为唯一碳、氮源进行生长。XJ-412-1对甲磺隆的降解效率最好,一周内对50 mg.L1甲磺隆的降解率可以达到90.52%;降解菌株在中性稍微偏碱的环境中更有利于其对甲磺隆的降解,它们降解甲磺隆的最适温度都为30℃,两株菌株降解甲磺隆有比较宽的温度耐受范围;它们降解甲磺隆的最适的Na+浓度范围为20～25 g.L-1,通气量对两株菌降解甲磺隆的影响不大;添加酵母粉和葡萄糖对甲磺隆的降解有一定的促进作用,添加土壤浸液对甲磺隆的降解没有影响;Hg2+和Ni2+对两株菌降解甲磺隆有一定的抑制作用,其他的金属离子对甲磺隆的降解没有太大影响;XJ-412-1不仅能够很好地降解甲磺隆,还能降解氯磺隆、噻吩磺隆、苄嘧磺隆和烟嘧磺隆等多种磺酰脲类除草剂,降解效率顺序为:噻吩磺隆>氯磺隆>烟嘧磺隆>苄嘧磺隆。运用HPLC和LC-MS等手段分析了菌株XJ-412-1分别以甲磺隆、噻吩磺隆和苄嘧磺隆为唯一碳源的液体培养基中三种磺酰脲类除草剂的中间代谢产物,在对代谢物结构进行分析的基础上推测了 XJ-412-1降解这三种磺酰脲类除草剂的首要途径,即为去酯化途径。运用羧酸酯酶检测方法检测到该菌具有羧酸酯酶活性。甲磺隆羧酸酯酶是一种胞内非诱导组成型酶。在提粗酶时,可把XJ-412-1在LB培养基中培养到72～84h为宜,然后可采用添加溶菌酶、超声波破碎或French压榨等方法来提取。采用溶菌酶处理后酶活最低,而采用超声波和French压榨破碎细胞,酶活损失较小。采用超声波和高压压榨提取的酶量又明显的优于溶菌酶处理,所得总蛋白浓度较高,且超声波法操作较French压榨简单,故作为甲磺隆羧酸酯酶提取的首选;初步建立了菌株XJ-412-1甲磺隆羧酸酯酶粗酶酶促反应体系:pH7.0,温度30℃,在2mL反应体系中添加20μL的粗酶液,反应时间为20min。甲磺隆羧酸酯酶在pH7.0～8.0,温度4～45℃的范围内较稳定;金属离子Hg2+,Ni2+和Zn2+对该酶的活性强烈的抑制作用,其中Ni2+的抑制效果最为强烈;表面活性剂SDS和Tween80强烈抑制酶活,而Triton X-100对酶活抑制程度轻微;该酶可能是一种偏好短链羧酸酯的酯酶。马拉硫磷强烈抑制该酶的酶活。苯甲磺酰氟几乎完全抑制羧酸酯酶的酶活,说明该酶的活性中心可能有丝氨酸残基;绝大多数甲磺隆羧酸酯酶能够在60%～80%的硫酸铵浓度下得到有效沉淀,进一步运用DEAE Sepharose Fast Flow离子交换层析纯化目的蛋白,最终可将该酶纯化26.6倍,酶的比活力达到11.17 U·μg-1，最终得率为36.13%。采用传统平板培养方法研究了甲磺隆对黄棕壤好气性细菌、放线菌、真菌以和固氮菌数量的影响及对土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和土壤呼吸强度的影响。当甲磺隆浓度高于10μg.kg—1干土时,甲磺隆才表现出对土壤细菌的抑制。在整个试验中只有20μg.kg-1干土和40μg.kg-1干土甲磺隆处理在第一周对土壤中的真菌表现出促进作用,随后就恢复到对照组水平。低浓度甲磺隆对土壤中的放线菌具有促进作用,高剂量甲磺隆对放线菌均呈强烈的抑制效应。土壤好氧固氮菌对甲磺隆非常敏感,各个浓度的甲磺隆就对其都表现出强烈的抑制效应。甲磺隆对土壤过氧化氢酶的影响表现出先激活后抑制的规律,而且高剂量组抑制效应最为明显。而土壤中蔗糖酶活性最初受到抑制效应,随后逐渐得到恢复。土壤脱氢酶对甲磺隆的反应和蔗糖酶活性的影响类似。土壤脲酶的活性在最初受到激活效应(除40μg.kg-1干土甲磺隆组),第28d,刺激效应增强,随后各组可恢复到略低于对照的水平。构建了具有荧光标记的XJ-412-1菌株,研究了 XJ-412-1对甲磺隆污染土壤的修复作用。甲磺隆浓度为10mg.kg-1干土,XJ-412-1接种量为106个g-1干土时,第30d土壤中甲磺隆降解率为81.3%。XJ-412-1的接种量大于106个g-1干土时,接种XJ-412-1对土壤中甲磺隆降解无显著促进作用。土壤中初始甲磺隆浓度为50mg.kg-1时,XJ-412-1对甲磺隆的降解率仅为43.2%。XJ-412-1降解土壤中甲磺隆的最适温度是30℃。土壤中添加葡萄糖可以提高XJ-412-1降解甲磺隆的速率。XJ-412-1菌剂灌根,能不同程度地解除土壤中浓度为40、80μg.kg-1的甲磺隆对玉米生长的抑制作用,但当土壤甲磺隆浓度增加到120μg.kg-1时,接种XJ-412-1对药害解除作用不显著。结果表明,人工接种降解菌XJ-412-1,能有效去除土壤中甲磺隆残留。