生防細(xì)菌的農(nóng)藥降解特性及其降解機(jī)制的研究.pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái)，植物病蟲(chóng)害防治中大量化學(xué)農(nóng)藥的使用造成的病原菌和害蟲(chóng)的抗藥性以及土壤和作物中的農(nóng)藥殘留，給人類健康和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。近年來(lái)，生物防治以其無(wú)毒無(wú)害，不污染環(huán)境，不易引起抗藥性等特點(diǎn)備受社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，許多生防菌劑已得到成功地應(yīng)用，與此同時(shí)，利用微生物進(jìn)行土壤修復(fù)的研究也取得了很大的進(jìn)展。據(jù)報(bào)道，有些生防細(xì)菌也具有農(nóng)藥降解作用，若能分離到兼具生防和農(nóng)藥降解作用的微生物，將對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。而目前國(guó)內(nèi)外在

2、此領(lǐng)域的研究卻少有開(kāi)展。
　　為此，我們以多種土傳植物病原真菌為靶標(biāo)，以3種常用的殺蟲(chóng)劑為篩選底物，從花生根際土壤中篩選到對(duì)多種植物病原真菌具有拮抗作用且對(duì)多種農(nóng)藥具有降解作用的細(xì)菌，并對(duì)其降解特性和降解機(jī)制進(jìn)行了初步研究，具體結(jié)果如下:
　　1.從山東泰安的花生根際土壤中分離到54株細(xì)菌，從中篩選到對(duì)棉花枯萎病菌(Fusarium oxysporum f。sp。vasinfectum)等多種植物病原真菌具有明顯拮抗作用的生

3、防細(xì)菌 B3、H10，通過(guò)形態(tài)特征、生理生化及16S rDNA同源性序列分析，將其分別鑒定為多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa)、蒼白桿菌(Ochrobactrum spp。)。
　　2.抑菌實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，H10發(fā)酵液及其80％硫酸銨飽和度的粗蛋白質(zhì)沉淀對(duì)西瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f。sp。niveum)和黃瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f。sp。cucumeri

4、num)的生長(zhǎng)均具有明顯的抑制作用。鏡檢發(fā)現(xiàn)，病原菌菌絲嚴(yán)重扭曲、變形膨大成珠狀、原生質(zhì)濃縮，并在粗蛋白質(zhì)沉淀中檢測(cè)到了蛋白酶、幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶活力，表明 H10產(chǎn)生的胞外水解酶破壞了病原真菌的細(xì)胞壁。
　　3.為了研究生防菌的農(nóng)藥降解特性，本研究采用紫外分光光度法分別測(cè)定生防細(xì)菌B3、H10對(duì)3種常用殺蟲(chóng)劑(合成擬除蟲(chóng)菊酯類的高效氯氰菊酯、有機(jī)磷類的毒死蜱、煙堿類的吡蟲(chóng)啉)的降解率。在原藥含量為100 mg/L時(shí)，

5、菌株B3對(duì)3種農(nóng)藥7 d的降解率分別為54.42％、57.44％和49.24％，菌株H10對(duì)3種農(nóng)藥60 h的降解率分別為83.51％、79.82％、59.12％，當(dāng)高效氯氰菊酯濃度在400mg/L時(shí)降解率達(dá)到最大，為75。55％，但底物濃度高至700mg/L，大多數(shù)微生物不能忍受，而該菌仍可生長(zhǎng)，降解率達(dá)60.05％；接種量為5％時(shí)降解率最高，達(dá)89.61％；在農(nóng)藥培養(yǎng)基中添加少量碳源或氮源，均有利于菌株H10對(duì)高效氯氰菊酯的降解。<

6、br>　　4.為了深入研究生防菌的農(nóng)藥降解機(jī)制，本實(shí)驗(yàn)對(duì)H10擬除蟲(chóng)菊酯降解酶進(jìn)行了分離純化。采用超聲波細(xì)胞破碎、DEAE-Sepharose Fast Flow離子交換層析、Sephadex G-75凝膠過(guò)濾層析，純化出一種擬除蟲(chóng)菊酯降解酶。經(jīng) SDS-PAGE電泳染色后呈單帶，分子量約為65.0 kD。降解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，150μL該酶液在30 min內(nèi)可將10 mL50 mg/L的高效氯氰菊酯完全降解。
　　5.為進(jìn)一步研究該酶的