两种常用农药对叶际微生物群落结构的影响及叶面农药残留的原位降解研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 宁洎英 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 庄国强 ; 白志辉 |
| 关键词 | 敌敌畏降解 叶际微生物群落 聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳 有机磷农药 黄杆菌属 原位修复 吡虫啉 Dichlorvos biodegradation phyllosphere microbial community PCR-DGGE organophosphorus pesticide Flavobacterium sp. in situ bioremediation imidacloprid |
| 其他题名 | Effects of two frequently used pesticides on the microbial community of plant phyllosphere and in situ remediation of residual pesticides |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 由于对硫磷、久效磷和甲基对硫磷等一些高毒有机磷杀虫剂的使用逐渐受到限制，敌敌畏作为一种中等毒性的广谱有机磷杀虫剂，广泛应用于农业、工业以及一些公共场所、家庭中。特别是在蔬菜种植季节，农药的使用常常大于推荐使用量20倍左右。然而，大量施用的农药，只有很少一部分作用于靶标，大部分都残留在蔬菜叶面上和散落入土壤中，从而引起了农产品农药残留问题，因此有必要寻求一种安全、有效及经济可行的去除残留农药的方法。植物叶面即叶际（Phyllosphere），占有的表面积大，其上生存着大量种类丰富的微生物类群，分析和研究这些叶际微生物类群的结构及功能将为农药残留面源污染的原位修复提供重要的信息。 本文首先分析了敌敌畏农药处理后叶际细菌群落组成的变化，结果表明敌敌畏农药胁迫使得叶际微生物群落结构发生了显著的变化，一些条带在敌敌畏处理后消失或减弱，而另一些条带增加。为了研究了油菜叶际微生物群落对敌敌畏降解作用，我们对油菜叶片进行了无菌处理。结果表明未经处理的样品对敌敌畏的降解率明显高于表面无菌处理后的样品，说明叶际微生物确实在农药降解方面发挥了重要的作用。对叶际土著微生物的分离也发现了大量可降解敌敌畏的菌株，其中有6株细菌的16S rRNA序列分别与Pseudomonas，Xanthomonas，Sphingomonas，Acidovorax，Agrobacterium和Chryseobacterium的序列相似性很高。在这六株菌株中有三株菌株的序列分别与Sphingomonas，Acidovorax和Chryseobacterium的序列相似，是首次报道的能降解有机磷组分的菌株。 分离自环境中的可降解有机磷组分的土著微生物，由于其对环境的友好性及原位去除污染物的可能性，越来越受到人们的关注。利用叶际微生物来去除农产品的农药残留是一个非常有前途的，成本较低的脱毒方法。为了对农产品的农药残留进行原位修复，本文从油菜叶际分离了一株可降解敌敌畏的菌株，命名为YD4，生理生化鉴定及16S rRNA基因序列测序表明该菌株为黄杆菌属（Flavobacterium sp.）。该菌株能以敌敌畏为唯一磷源进行生长，其对敌敌畏等最适降解温度是30℃，降解最适初始pH 为6.0，敌敌畏的最适初始降解浓度为400 mg/L。该菌株不仅能降解敌敌畏，还能降解毒死蜱和辛硫磷等有机磷农药。菌株YD4在油菜叶面对敌敌畏的原位降解实验表明喷洒了该菌株的油菜叶面敌敌畏降解能力明显提高，两天后其残留量为0.14 mg/kg，低于我国规定的敌敌畏在蔬菜上的最大残留限量值（MRL）0.2 mg/kg（GB2763-2005），能有效地缩短蔬菜的收获时间。 吡虫啉作为首个烟碱类杀虫剂，能防治农作物刺吸式口器害虫，其对哺乳动物低毒以及杀虫效果好，广泛应用于植物叶面和种子的处理。本文分析了吡虫啉胁迫下三种不同蔬菜叶际微生物群落结构的变化，发现吡虫啉处理后三种蔬菜的叶际微生物群落结构发生了明显的变化，出现了一些新的条带以及一些条带的减弱或消失，其中以γ-Proteobacteria（γ-变形菌门）的变化较为显著。序列比对结果表明油菜和黄瓜叶际上都新出现了一株序列与Klebsiella（克雷白氏杆菌属）相似性较高的菌株，黄瓜和小白菜叶际上代表Pseudomonas（假单胞菌属）的条带信号减弱或消失，以及油菜和小白菜叶际上代表Acinetobacter（不动杆菌属）的条带信号也同样减弱或消失，这些减弱或消失条带所代表的微生物可能对吡虫啉比较敏感，可以作为吡虫啉污染的指示菌。还有一些吡虫啉处理前后都稳定存在的条带，这些条带所代表的微生物包括Agrobacterium（土壤杆菌属），Sphingomonas（鞘氨醇单胞菌属），Methylobacterium（甲基营养杆菌属），Exiguobacterium（微小杆菌属）和Pseudomonas（假单胞菌属）等等，其可能对吡虫啉有一定的降解作用，其可作为减少农药残留的土著微生物资源进行分离筛选。 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-04-19 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/563]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_中国科学院环境生物技术重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 宁洎英. 两种常用农药对叶际微生物群落结构的影响及叶面农药残留的原位降解研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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