蜡状芽孢杆菌HY-1降解甲基对硫磷和毒死蜱的影响因素研究

采用富集驯化培养和紫外分光光度计定量的方法,从农药生产企业的废水处理系统中分离筛选出1株能够降解甲基对硫磷和毒死蜱的蜡状芽孢杆菌（Bacilluscereus）HY-1,并系统研究了影响其降解甲基对硫磷和毒死蜱的主要因素。研究表明,菌株HY-1能够利用甲基对硫磷和毒死蜱为唯一磷源降解农药。HY-1降解甲基对硫磷的适宜条件为：培养温度30～35℃,pH为6～8,甲基对硫磷初始浓度为10～50mg·L^-1,接种量20%（体积比,菌体密度：稀释到菌悬母液（OD600=3.0）的0.8～1倍）,添加葡萄糖不能促进菌株对甲基对硫磷的降解。HY-1降解毒死蜱的适宜条件为：葡萄糖浓度6g·L^-1,培养温度30～35℃,pH为7.0,毒死蜱初始浓度80～200mg·L^-1,接种量20%（体积比,菌体密度：稀释到菌悬母液（OD600=3.0）的0.8～1倍）。结果表明,HY-1菌株降解甲基对硫磷和毒死蜱的适宜条件相类似,只是降解所需的最适葡萄糖浓度和底物浓度不同。     

两株蜡状芽孢杆菌对毒死蜱的降解动力学研究

利用微生物消除农药污染是一项安全、经济、有效的方法,降解动力学模型的构建有助于理解污染物的生物降解行为和估测系统中特征污染物的浓度变化,菌株对高浓度污染物的降解效果是降解菌在受污染水体中实际应用的关键。本研究采用基础培养基中定量添加毒死蜱和定时取样分析毒死蜱残留浓度的方法,探讨两株蜡状芽孢杆菌(HY-1和HY-2)的接种体培养时间、接种量和降解菌对毒死蜱的降解动力学,同时研究了降解菌对高浓度毒死蜱的降解率。结果表明:HY-1和HY-2最适接种体培养时间分别为10 h和19 h,接种体培养时间对菌株降解毒死蜱的影响较大。两菌株最适接菌量为8%(v/v),接种量从4%增至8%时,接种量对HY-1降解毒死蜱的影响大于HY-2。当毒死蜱的初始浓度为40 mg.L 1、80 mg.L 1、100 mg.L 1和120 mg.L 1时,一级动力学方程ln(C0/Ct)=kt可以用来拟合两菌株对毒死蜱的降解动力学及确定降解动力学参数,当毒死蜱初始浓度再次增加时,仅HY-2对毒死蜱的降解符合一级动力学方程。当毒死蜱初始浓度为40~120 mg.L 1时,菌株HY-1对毒死蜱的降解速率常数分布在0.013 5~0.015 7;当毒死蜱初始浓度为40~200 mg.L 1时,菌株HY-2的降解速率常数分布在0.008 0~0.015 3。菌株HY-2比HY-1可以在较高的毒死蜱浓度下发挥降解作用,且降解率较高。因此,两菌株在毒死蜱污染水体的净化去毒方面具有重要意义。     

哈夫尼菌降解毒死蜱条件的优化及动力学模型建立

利用响应面法优化哈夫尼菌降解毒死蜱的条件,并建立了降解模型。采用Box-Behnken设计试验,以响应面法进行优化,结果表明,哈夫尼菌降解毒死蜱的最优条件为：蔗糖浓度0.31%,毒死蜱初浓度51.33mg·L-1,培养温度30.7℃,在该条件下理论预测毒死蜱降解率可达74.7%。通过假设和验证,得出哈夫尼菌降解毒死蜱为一级动力学模型,哈夫尼菌能水解毒死蜱P-O键,属一级酶促反应。     

降解毒死蜱的高效复合微生物菌剂的制备及研究

将菌株D1、D2分别与小克银汉按一定比例富集培养制成两种复合微生物菌剂（Ⅰ、Ⅱ）,在充分供氧的条件下,通过气相色谱法研究两种复合菌剂的生长条件并筛选一种对毒死蜱有较好降解效果的高效复合微生物菌剂。结果表明,当接种量菌浓度为OD560=0.906时,两种菌剂生长的最适温度均为30 ℃,最适pH均为7.0;当毒死蜱浓度为100 mg·L^-1时,培养5 d后两种复合菌剂的降解效率分别为81.21%和86.57%,当温度为30 ℃、pH为6.0-8.0、毒死蜱浓度为20 mg·L^-1时,对毒死蜱的降解效率最高。本研究工作为复合菌剂的大规模生产提供了理论参数,为利用微生物进行有机磷农药土壤修复提供了理论依据。     

一株毒死蜱降解菌株Sphingomonas sp.Dsp-2的分离鉴定及降解特性

从长期受毒死蜱污染的污水处理池中分离到一株毒死蜱高效降解菌株,命名为Dsp-2。经生理生化和16S rDNA序列同源性分析,鉴定其为鞘胺醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)细菌。该菌株能在24 h内完全降解100 mg L-1的毒死蜱,降解特性的研究表明:随着农药浓度的加大,绝对降解量也增大,但高浓度的毒死蜱会导致不能完全降解;起始接种量和降解毒死蜱的速率呈正相关;外加氮源营养能够明显促进降解;1 mmol L-1的Fe3 和Ni2 等对其降解性能有抑制作用。研究了Dsp-2在土壤中降解毒死蜱的效果。结果表明,Dsp-2在三种供试土壤中都能有效的降解毒死蜱,其中在潮土中降解的速率最快,且当毒死蜱的浓度范围在1~100 mg kg-1内Dsp-2都能有效的降解毒死蜱,7 d降解率达到85%~98%。     

普施特降解菌Bacillus sp.zx2和zx7生长及降解特性

芽孢杆菌zx2和zx7是普施特高效降解菌,研究其生长和降解特性旨在为普施特污染土壤的生物修复提供科学依据。采用瓶培养法,对芽孢杆菌zx2和zx7的生长特性及单菌和复合菌对普施特的降解特性进行了研究。结果表明,zx2和zx7均可在普施特初始浓度≤200mg·L-1的无机盐培养液中生长良好,zx2在温度25～35℃和pH4.0～7.0时生长良好,而zx7适宜在温度30～35℃和pH5.0～8.0时生长,可见在适应性上二者互补。在最佳条件（温度32℃、pH6.0和普施特初始浓度为200mg·L-1）下,zx2和zx7在无机盐培养液中对普施特降解动态均符合阻滞动力学,半衰期分别为3.8d和2.8d,培养6d时普施特降解率分别为85.81%和90.27%。在培养过程中,zx2的pH是降低的,而zx7的pH基本不变,可初步表明二者降解机理不同;zx2和zx7复合菌（1∶1）对普施特降解率比单菌低,为82.70%,这可能是因为zx2或zx7降解普施特的过程中利用了对方产生的降解产物。     

毒死蜱降解菌株Bacillus latersprorus DSP的降解特性及其功能定位

从土壤中分离到一株能有效降解毒死蜱的细菌DSP，该分离株鉴定为侧芽孢杆菌（Bacillus latersprorus）。在纯培养条件下测定了分离株DSP对毒死蜱的降解性能。在接种量为菌浓度OD415=0．2，pH7．0、25℃条件下，测得1、10mg L^-1毒死蜱的降解符合一级动力学特征，其降解半衰期分别为1．48d、5．00d，100mg L^-1毒死蜱对DSP菌有明显的抑制作用；分离株DSP在不同pH及温度下对毒死蜱的降解作用为pH7．0〉pH5．0〉pH9．0，35℃〉25℃〉15℃。该菌株含有一个20kb左右的质粒，通过吖啶橙与升温法对质粒消除实验证实，随着质粒的丢失，菌株利用毒死蜱的能力也丧失，用热击法和CaCl2法将菌株质粒转人大肠杆菌JM109和质粒消除处理的DSP^-菌中，随着质粒的获得，这些转化子获得了降解毒死蜱的能力。研究结果表明，Bacillus latersprorus DSP降解毒死蜱的功能和质粒有关。     

农药浓度、共代谢底物和接种量对Sphingobium indicum B90A降解六六六效率的影响

有机氯农药六六六曾被广泛用于卫生防疫和对抗农业病虫害,但由于其毒性和持久性引发了一系列环境问题。鉴于微生物降解方法在农药污染场地的修复中具有重要作用,采用摇瓶培养法研究了在α-、β-、γ-和δ-六六六（HCH）异构体混合体系中,农药浓度、共代谢底物和接种量对Sphingobium indicum B90A降解4种HCH异构体的影响。研究结果表明：S.indicum B90A对α-和β-HCH的利用较好,其次是γ-和δ-HCH。在10mg·L-1混合HCH的无机盐培养液中,30℃下反应72h,S.indicumB90A对α-、β-、γ-和δ-HCH的降解率分别为99%、86%、53%和33%。随着HCH浓度的增加,S.indicum B90A对4种HCH异构体降解率均逐渐降低。在共代谢底物的研究中,添加葡萄糖或酵母粉均能明显地提高S.indicumB90A对HCH的降解能力,在10mg·L-1混合无机盐培养液中,添加100mg·L-1葡萄糖或添加50mg·L-1酵母粉,30℃下反应84h,S.indicum B90A对α-、β-、γ-和δ-HCH的降解率均接近100%。S.indicum B90A对HCH的降解率随着菌体接种量的增加而相应提高,适宜接菌量为5%。     

土壤中酚的微生物降解试验研究

为研究微生物对土壤中酚污染的净化能力,培养分离出了一株能有效降解酚的芽孢杆菌,并通过土柱试验研究了其降解特性和影响因素。结果表明,该芽孢杆菌在温度为16℃~30℃时,对浓度为50~500mg L-1范围内的酚污染(相当于10~l00μg g-1的土壤酚含量)降解率高达96.1%以上,且对pH值适应范围较大。     

竹炭固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

采用环境友好材料竹炭为主要载体,壳聚糖和海藻酸钠为辅助载体,固定从污泥中分离出的阿特拉津降解菌株,研究不同固定材料对降解菌生长的影响,以及固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解效果.结果表明,竹炭对阿特拉津降解菌具有较强的吸附固定能力,且竹炭粒径越小,固定化效果越好.利用壳聚糖和海藻酸钠交联并加固阿特拉津降解菌,增大了固定化空间,显著增加了降解菌的生物量,并提高了阿特拉津的降解效率.1％壳聚糖+5％海藻酸钠+竹炭+降解菌颗粒对阿特拉津降解菌的固定化效果最佳,施用该微生物固定化颗粒28天后,砂姜黑土及红壤中阿特拉津残留率分别为48.07％和47.23％.     

毒死蜱对棉花根际土细菌群落多样性和结构的影响

通过室内盆栽试验模拟自然环境条件,采用高效液相色谱(HPLC)和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术,研究了土壤使用推荐剂量(5 mg·kg~(-1))及推荐剂量的2倍、3倍和4倍(10 mg·kg~(-1)、15 mg·kg~(-1)、20 mg·kg~(-1))毒死蜱对棉花根际土壤细菌群落多样性和结构的影响,以不施用毒死蜱的土壤为对照。结果表明,5 mg·kg~(-1)、10 mg·kg~(-1)、15 mg·kg~(-1)和20 mg·kg~(-1)毒死蜱在土壤中的半衰期分别为10.04 d、11.36 d、11.55 d和12.16 d,60 d时基本完全降解。毒死蜱处理60 d后,棉花生物量显著降低;毒死蜱浓度越高,棉花生物量越低。无毒死蜱条件下不同取样时间根际细菌多样性无显著差异,毒死蜱处理组前30 d细菌多样性均显著降低,60 d时毒死蜱处理组细菌多样性恢复到正常水平。研究发现毒死蜱浓度越高对细菌多样性抑制作用越显著,恢复越缓慢。主成分分析结果发现,第10 d、30 d和60 d毒死蜱处理组与对照组细菌群落结构差异显著,其中60 d时20 mg·kg~(-1)毒死蜱处理组差异最显著,即使土壤中毒死蜱完全降解,根际细菌群落结构仍不会恢复到正常水平。60 d时,被毒死蜱抑制的细菌有硝化刺菌属(Nitrospina sp.)和Cellulophaga sp.等,被激活的有芽孢杆菌属(Bacillus sp.)和链霉菌属(Streptomyces sp.)等。可见,毒死蜱的引入,重新构建了土壤细菌群落结构,显著影响棉花生长,对棉花根际土壤微生态环境冲击较大,应对其生态安全性予以重视。     

Fungal degradation of chlorpyrifos by <Emphasis Type="Italic">Acremonium</Emphasis> sp. strain (GFRC-1) isolated from a laboratory-enriched red agricultural soil

The organophosphorus insecticide, chlorpyrifos, has been widely applied in agriculture; in veterinary, against household pests; and in subterranean termite control. Due to its slow rate of degradation in soil, it can persist for extended periods in soil with a significant threat to environment and public health. The mixed and pure fungi were isolated from three soils by enrichment technique. The enriched mixed fungal cultures were capable of biodegrading chlorpyrifos (300 mg L⁻¹) when cultivated in Czapek Dox medium. The identified pure fungal strain, Acremonium sp., utilized chlorpyrifos as a source of carbon and nitrogen. The highest chlorpyrifos degradation (83.9%) by Acremonium sp. strain GFRC-1 was found when cultivated in the nutrient medium with full nutrients. Desdiethyl chlorpyrifos was detected as a major biodegradation product of chlorpyrifos. The isolated fungal strain will be used for developing bioremediation strategy for chlorpyrifos-polluted soils.     

剑麻提取物对福寿螺的毒理效应

为探讨剑麻对福寿螺的防治效果及其作用机制,利用浸杀试验法,评价了剑麻鲜叶水浸液、叶干粉正丁醇提取物和乙醇提取物对福寿螺的毒杀效果,并测定了59 mg·L-1、96 mg·L-1的正丁醇提取物和180 mg·L-1、325 mg·L-1的乙醇提取物对福寿螺肝组织超氧化物岐化酶(SOD)、胆碱酯酶(ChE)、腺苷三磷酸酶(ATPase)酶活性的影响。结果表明:剑麻鲜叶水浸液、正丁醇提取物和乙醇提取物对福寿螺均具有一定的毒杀效果,处理72 h后,对福寿螺的半致死浓度(LC50)分别为35.3 g·L-1、93.3 mg·L-1、298.6 mg·L-1,其对应的95%的置信区间为32.9~37.7 g·L-1、87.6~99.7 mg·L-1、272.9~318.7 mg·L-1。剑麻乙醇提取物和正丁醇提取物处理福寿螺12h后,肝组织SOD活性均表现为在低浓度下变化不大,在高浓度下酶活性显著增加;处理48 h后,在高浓度正丁醇提取物作用下,SOD活性仍显著高于清水对照,而在高、低浓度乙醇提取物作用下,其SOD活性与对照之间均无显著差异。剑麻提取物一定程度上诱导了福寿螺肝组织ChE的活性,其中正丁醇提取物对ChE影响较大,96 mg·L-1处理螺48 h后,酶活性显著高于对照(P<0.05)。正丁醇提取物对福寿螺肝组织ATPase活性的影响,总体表现为低浓度促进高浓度抑制,而乙醇提取物对其影响无明显规律。因此,剑麻对福寿螺有一定的防治效果,具有良好的应用前景。     

四倍体刺槐离体培养及其不定根发育和叶片解剖观察

 .通过茎段离体培养建立了四倍体刺槐无性系的微体繁殖体系。结果表明:基本培养基为MS或WPM培养基。BA、NAA影响芽的增殖生长,在一定的范围内,BA对芽的增殖影响比NAA大,而NAA对芽的高生长影响比BA大,二者的比例对芽的增殖生长也有影响,芽增殖生长的最适BA和NAA组合应为BA0.5mg·L-1+NAA0.1mg·L-1。四倍体刺槐无性系生根的最适生长调节物质配比为NAA0.25mg·L-1+IBA0.4mg·L-1。对试管苗不定根发育过程及分步炼苗叶片结构的变化进行了解剖观察,发现试管苗嫩梢无潜伏根原基,不定根由诱生根原基发育形成,诱生根原基源于髓射线细胞的分裂和分化,植株叶解剖观察,进一步证明了分步炼苗可提高移栽成活率。     

植物生长调节剂和肥料混施对沟叶结缕草越冬期生长和抗性生理的影响

为解决暖季型草坪草越冬期枯黄的问题,以沟叶结缕草为材料,利用L9(34)正交试验设计方法设计了植物生长调节剂、速效肥与有机肥3因子3水平正交混施试验.与清水对照相比,处理组沟叶结缕草叶面积指数、叶绿素含量、叶片游离脯氨酸和可溶性糖含量均显著提高,且根系活性、叶片抗氧化酶系(SOD、POD、CAT)活性显著增加,叶片丙二醛含量则显著降低.处理组整体上提高了草坪草越冬期的生长及抗冷性能,显著改善了草坪草的冬季景观效果.因子间极差分析表明,主效因子随草坪草生长和抗性指标的不同而存在差异,表明混施时各因子在保持草坪草冬季良好生长、提高抗性生理功能上所起的作用具有互补性.综合各指标正交分析结果,提出了混施的最优配方,即每升混合液肥中含多效唑、三十烷醇、硫酸钾镁肥、尿素和壳聚糖300mg、2mg、1 500mg、1 000mg和1 000mg,按200mL·m-2叶面喷施,花生饼按90 g·m-2撒施.     

茄二十八星瓢虫对雷公藤和曼陀罗提取物的敏感性

为研究寄主植物对茄二十八星瓢虫药剂敏感性及体内酶活力的影响,采用浸渍法分别测定了取食茄子、马铃薯、番茄和龙葵的茄二十八星瓢虫幼虫(以下简称幼虫)对雷公藤和曼陀罗提取物的敏感性,用生化方法测定了雷公藤和曼陀罗提取物对幼虫体内乙酰胆碱酯酶(AChE)和主要解毒酶活性的影响。结果表明,雷公藤提取物对取食茄子、马铃薯、番茄和龙葵的幼虫LC50值分别为1.407 9 mg.L-1、1.595 8 mg.L-1、1.464 7 mg.L-1和1.109 7 mg.L-1,相对毒力指数为78.82、69.54、75.76和100;曼陀罗提取物对取食茄子、马铃薯、番茄和龙葵的幼虫LC50值分别为0.641 7 mg.L-1、0.610 3 mg.L-1、0.758 0 mg.L-1和0.488 3 mg.L-1,相对毒力指数为76.09、80.01、64.42和100;取食龙葵的幼虫对2种植物提取物的敏感性显著高于取食茄子、马铃薯和番茄的幼虫。取食4种寄主植物的幼虫体内靶标酶AChE和主要解毒酶谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)、多功能氧化酶(MFO)活力顺序均为茄子>马铃薯>番茄>龙葵。其中,取食番茄和龙葵的幼虫体内AChE和GST活力显著低于取食茄子和马铃薯的幼虫,取食马铃薯、番茄和龙葵的幼虫CarE活力显著低于取食茄子的幼虫,取食4种寄主植物的幼虫MFO活力差异达极显著水平。雷公藤和曼陀罗提取物对幼虫体内AChE和GST、CarE和MFO活性均有抑制作用。其中,对取食马铃薯幼虫的AChE活力抑制作用最强,其次为取食茄子和番茄的幼虫,对取食龙葵的幼虫抑制作用最低。雷公藤和曼陀罗提取物对取食龙葵幼虫CarE活力的抑制作用最强,而对取食马铃薯的幼虫MFO活力的抑制作用最强。寄主植物中的次生物质对解毒酶的诱导或抑制可能是引起药剂敏感性差异的主要原因。     

泥鳅生长及抗氧化 解毒酶系统对水体中转Cry1Ab/Ac基因水稻残遗物的响应

在泥鳅养殖水体中添加稻秆粉模拟水稻残遗物生境,研究了泥鳅生长和肝胰脏抗氧化酶(SOD、CAT)与解毒酶(GST)活性对转Cry1Ab/Ac基因水稻‘华恢1号’(HH1)的响应。设计以HH1稻秆粉10 mg·L?1、50 mg·L?1、100 mg·L?1和200 mg·L?1 4个梯度浓度处理泥鳅为试验组,以非转Bt基因水稻‘明恢63’(MH63)稻秆粉处理组为阴性对照,不加稻秆粉的基础饲养组为空白对照。结果显示:在4种稻秆粉浓度下,HH1组与MH63对照组泥鳅的特定生长率、肥满度、内脏系数及SOD、CAT和GST酶活性均无显著差异(P0.05);与空白对照比较,稻秆粉浓度升高对泥鳅生长的抑制逐渐增强,当浓度达到200 mg·L?1时,HH1组和MH63对照组泥鳅的特定生长率、内脏系数与CAT活性降低。研究结果表明,水体中低含量的转融合基因Cry1Ab/Ac水稻HH1稻秆粉对泥鳅的生长与生理酶活性没有明显影响,高浓度HH1和MH63稻秆粉均使泥鳅的生长和生理酶活性显著降低,这可能与养殖水体中浓度较高的悬浮稻秆粉妨碍了泥鳅的呼吸和滤食,及稻秆粉的分解降低了水体p H和溶氧量有关。     

外源硒对铅污染下荞麦生长及生理特性的影响

以荞麦‘右玉26’为材料,在防雨棚下进行盆栽试验,研究外源硒对土壤铅污染下荞麦幼苗的农艺性状及生理特性、成熟期各器官铅累积和产量的影响,旨在探讨硒对土壤铅胁迫下荞麦的生长发育、产量及铅在荞麦体内富集量的影响,为发现硒缓解重金属铅对植物的毒害作用提供理论依据,以期为农业区铅污染治理及荞麦生产提供有价值的思路和方法。试验采用2因素完全随机设计,设置3个土壤铅浓度(0 mg·L-1、500 mg·L-1、1 000 mg·L-1)、5个硒浓度(0 mg·kg-1、1 mg·kg-1、2.5 mg·kg-1、5 mg·kg-1和10 mg·kg-1)。研究结果表明:1)随铅浓度增加,荞麦的株高、总根长、干重、根系总面积、根系活力、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、经济产量(千粒重、株粒数)均呈降低趋势。2)低浓度硒(1~2.5 mg·L-1)可缓解铅对荞麦的毒害,高浓度硒(5~10 mg·L-1)和铅为协同作用,加剧了对荞麦的毒害。3)硒浓度为2.5 mg·L-1时,缓解铅对荞麦毒害的效果最为明显,显著降低了铅胁迫下荞麦幼苗SOD和POD活性;降低成熟期荞麦各器官铅含量,各处理下荞麦各器官铅含量均表现为根茎叶种子;产量达到最大值。由此可见,外源硒可通过抑制荞麦对铅的吸收和转运,促进荞麦幼苗叶片的光合作用、提高叶片叶绿素含量和根系活力等途径来增强荞麦对铅胁迫的耐性。对本研究所用的5种浓度来说,缓解效果最佳的硒浓度为2.5 mg·L-1。     

KClO3诱导东魁杨梅成花的生理效应

研究不同KClO3浓度对6年生东魁杨梅成花过程生理生化的影响,结果表明:喷施KClO3后东魁杨梅叶片细胞受到伤害处于胁迫状态,丙二醛含量和电解质渗漏率显著增加.KClO3浓度低于1 500 mg·L-1时,叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量均显著增加,SOD、POD和CAT活性显著提高,导致叶片光合能力显著上升;生理分化期叶片蛋白质含量明显上升,可溶性糖含量降低;而形态分化期蛋白质含量下降,可溶性糖含量显著上升,可溶性糖/蛋白质比值显著增加,从而促进东魁杨梅的花芽分化.KClO3浓度高于1 500 mg·L-1时,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量均降低;SOD、POD和CAT活性降低;导致叶片光合能力、可溶性糖含量以及可溶性糖/蛋白质比值显著下降,从而抑制东魁杨梅的花芽分化.结论是喷施1 000～ 1 500 mg·L-1 KClO3可显著提高东魁杨梅的成花率.