異噁草酮降解菌W2產(chǎn)酶條件及降解酶降解效果的研究.pdf

1、本文針對長殘留除草劑異嗯草酮對后茬作物的殘留危害問題，優(yōu)化了異噁草酮高效降解菌W2的產(chǎn)酶培養(yǎng)基和產(chǎn)酶培養(yǎng)條件，探明了菌株W2降解異噁草酮的有效活性物質(zhì)在微生物細胞中的位置，并系統(tǒng)研究了降解酶的酶學性質(zhì)、降解效果和對不同作物的生長影響。旨在為降解酶在生產(chǎn)上的應(yīng)用提供理論依據(jù)，為解決異噁草酮的殘留危害問題奠定應(yīng)用基礎(chǔ)，提供技術(shù)支持。研究結(jié)果如下：
　　 1.采用搖瓶培養(yǎng)法對異噁草酮降解菌W2產(chǎn)酶培養(yǎng)基的氮源、氮源、無機鹽及異噁草酮的

2、添加量進行優(yōu)化，優(yōu)化后確定的培養(yǎng)基配方為：乳糖2％，酵母浸提液2%，CaCl20.6%，KC10.4%，ZnSO40.02%，K2HPO40.015%，異噁草酮100μg·L-1。
　　 2.針對降解菌的產(chǎn)酶培養(yǎng)條件，分別設(shè)置不同的種齡、搖瓶裝液量、接種量、初始pH值、培養(yǎng)溫度和搖床轉(zhuǎn)速。優(yōu)化后確定的培養(yǎng)條件為：種齡38h，搖瓶裝液量50mL/250mL，接種量2.5%，初始pH值7.0，培養(yǎng)溫度為30℃，搖床轉(zhuǎn)速150 r/m

3、in。
　　 3.測定了降解菌W2在優(yōu)化條件后的產(chǎn)酶情況，確定產(chǎn)酶終點時間為48h。應(yīng)用氣相色譜檢測優(yōu)化前后降解菌酶和降解菌懸浮液對異噁草酮的降解情況，在優(yōu)化下對異噁草酮的降解率與初始產(chǎn)酶條件相比提高了27.42%，與降解菌相比提高了55.57%。
　　 4.降解菌W2細胞中的不同部位的有效酶成分對異噁草酮降解效果有明顯差異，胞內(nèi)酶降解效果最好，在pH為7的緩沖液中對10.0 mg·L-1異噁草酮的降解率達到62.27%

4、，降解異噁草酮的有效活性物質(zhì)主要存在于微生物細胞內(nèi)，屬于胞內(nèi)酶。
　　 5.探明了異噁草酮降解酶學性質(zhì)，其動力學研究結(jié)果表明在pH值為7.5，溫度為35℃的含有10 mg·L-1異噁草酮的2.7mL反應(yīng)體系中添加量0.3mL酶液，酶促反應(yīng)60min后酶活力最高，為1.023μg·mL-1·min-1。Zn2+，F(xiàn)e2+，Ca2+，Mg2+和Mn2+對降解酶活力有激活作用。米氏常數(shù)Km=2.668×104mmol·mL-1，最大反

5、應(yīng)速率Vmax=0.322×10.4mmol·min-1。
　　 6.酶活力測定實驗明確了異噁草酮降解酶的穩(wěn)定性。在率偏堿性(pH7.5～8.5)條件下具有穩(wěn)定的酸堿性，pH值為7.5條件下150min內(nèi)酶活力損失量僅為5.349%；25～35℃范圍內(nèi)具有好的熱穩(wěn)定性，在25℃條件下150min內(nèi)降解酶相對活力可達到對照酶活力的90.966%；同時，在4℃和-20℃條件下具有良好的貯存穩(wěn)定性，60d后降酶活力仍可達到對照的72.

6、216%和78.523%。
　　 7.應(yīng)用氣相色譜法考察不同培養(yǎng)溫度，土壤濕度，原酶液添加量和異噁草酮初始添加濃度對酶液降解異噁草酮的影響。結(jié)果表明培養(yǎng)溫度為30℃，土壤濕度為田間最大持水量的50%，原酶液添加量為2mL·kg-1的條件下，30d降解酶對異噁草酮的降解率最大，為81.671%，與添加菌懸液處理和藥劑對照相比分別提高了30.95%和58.459%，降解半衰期(12.334d)比菌懸液和藥劑對照分別縮短了16.913