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敌草胺降解菌株的分离鉴定及降解特性研究

2021-05-29 23:19编辑: www.jxszl.com景先生毕设
敌草胺的化学名为N,N-二乙基-2-(α-萘氧基)丙酰胺,是一种在作物播种后出苗前使用的特异性除草剂,除草效果好,使用量逐年增长,但敌草胺半衰期长,易溶于水,带来了一系列环境问题。使用生物降解的手段对治理农药污染有重要意义,分离出高效的微生物降解菌极具研究前景,但在科学前沿报道中,有关敌草胺降解菌的研究滞后。在本文中,通过富集培养,分离到一株能高效降解敌草胺的菌株。16S rRNA基因测序和系统进化树分析结果表明,该菌属于鞘脂菌属,生理生化实验可知该菌最适宜生长的环境温度是30℃,最适pH值是7.0,且在此条件下,降解效率最高。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 培养基、试剂与材料 2
1.2 敌草胺降解菌株的分离 2
1.3 电镜观察 2
1.4 降解菌株的16S rRNA 基因序列分析 2
1.4.1 提取降解菌的总DNA 2
1.4.2 降解菌的16S rRNA基因的PCR扩增 3
1.4.3 PCR产物T/A克隆 3
1.4.4 制备感受态细胞 3
1.4.5 感受态细胞的转化 4
1.4.6 提取质粒DNA 4
1.5 降解菌株的生长特性 4
1.6 环境元素对菌株降解敌草胺的作用 5
2 结果与分析 5
2.1 分离筛选获得敌草胺降解菌 5
2.2 降解菌株的16S rRNA基因序列分析 5
2.2.1 降解菌总DNA的提取 5
2.2.2 16S rRNA基因的PCR扩增结果 5
2.2.3 构建系统进化树 6
2.3 外界因素的差异影响降解菌的繁殖 6
2.4 环境元素的差异对菌株降解敌草胺的作用 9
3 讨论 11
致谢 12
参考文献 12
敌草胺降解菌株的分离鉴定及降解特性研究
引言 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072

引言 自改革开放以来,中国农药的使用量大幅度增长,农民在施用过程中,盲目的增加施用强度[1]。虽然在防治病害、虫害、草害时,农药起到减少灾害带来的损失,降低经济效益亏的作用,但是由于大规模施药,农田中农药残留带来的污染愈发严重,一方面提高了杂草害虫的抗药性,农田中的生物多样性被破坏,生态系统逐渐失衡;另一方面,农药残留可以通过食物链的富集作用累积,人类食用后,严重时可影响人体器官的正常工作[2]。为缓解当前国内农药污染状况,人们常采用物理降解、化学降解方法作为短期处理方式,它具有一定优势,但从长远考虑,微生物降解针对性强,能彻底降解农药残留,也不会产生二次污染,处理污染的效率最高,最具研究前景[3]。
敌草胺的化学名是N,N二乙基2(α萘氧基)丙酰胺,又被称为萘草胺,大惠利[4]。化学构造如图1所示。在农业生产中起着芽前除草剂的作用,可以高效处理一年生单子叶杂草,还可以处理部分双子叶杂草、阔叶杂草[5]。在细胞有丝分裂过程中,敌草胺可通过阻断细胞周期G1、G2蛋白的合成,致使DNA合成中断,致使杂草逐渐死亡[6]。最近几年,随着环保意识不断增强,作为使用最多的农药种类,除虫剂类由于其高毒性被明令限用,相反除草剂类农药的使用表现出上升态势[7],如敌草胺的使用量逐年增加[8]。敌草胺在土壤中具有吸附行为[9]。且半衰期较长[10],降解慢,易残留在土壤中[11],会影响后荏农作物的正常生长,不利于农田的长期耕作。敌草胺在水中的溶解度较高,可伴随地下水迁移,给水体环境带来危害,不仅如此,还可能进入生物体组织,产生不好的影响[12]。因此,获得可降解敌草胺的菌株造福环境,同时还具有一定的经济效益。
图1 敌草胺的化学构造式
1 材料与方法
1.1 培养基、试剂与材料
无机盐培养基(MSM)(1000 ml,pH 7.0):
NH4NO3 1.0 g,K2HPO4 1.5 g,KH2PO4 0.5 g,MgSO47H2O 0.2 g,NaCl 1.0 g,;
GMSM培养基(1000 ml):
Glucose 3.0 g,K2HPO4 1.5 g,KH2PO4 0.5 g,MgSO47H2O 0.2 g,NaCl 1.0 g;
DMSM培养基(1000 ml):
K2HPO4 1.5 g,KH2PO4 0.5 g,MgSO47H2O 0.2 g,NaCl 1.0 g;
LB培养基(1000 ml):
蛋白胨10 g,酵母粉5.0 g,NaCl 5.0 g,pH 7.0;
实验过程中使用到的试剂盒、有机试剂均来自实验室,由实验室负责人向公司购买。
1.2 敌草胺降解菌株的分离
土壤样品来自生产敌草胺的农药厂。在100 ml配置好的含有敌草胺(30 mg/L)的基础盐培养基中,加入2.0 g土样,150 rpm、30℃摇床培养7天,转接5%的菌液于新培养基中继续培养,重复操作四次。
将20 ml含30 mg/L敌草胺的基础盐液体培养基设为对照组,在此基础上添加2 ml的富集培养液设为实验组,在摇床为150 rpm,30℃下,培养7天后,可确定该菌是否具备降解敌草胺的能力。
将富集培养液进行梯度浓度稀释,依次从梯度稀释液中取0.1 ml溶液涂布于无机盐固体培养基,并进行三次重复,将涂布完成的平板置于恒温培养箱中30℃无光照条件下培养。在平板上菌落生长良好的情况下,挑取单菌落于LB试管中,150 rpm、30℃摇床培养。从长势良好的LB试管中转接1 ml菌液到20 ml含30 mg/L敌草胺的无机盐液体培养基中,150 rpm、30℃摇床培养7天。可以紫外观察纯培养获得的菌株降解敌草胺的效果。

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