莠去津高效降解菌ADBD-13的降解机理及生物修复研究

摘要

莠去津广泛用于玉米田间杂草去除，但其残留会对人体健康及生态环境造成一定的危害。本文从长期施加莠去津农药的玉米田表层土壤中通过富集和驯化，筛选分离出5株能生长在较高浓度莠去津的培养基中并且能降解莠去津的细菌，对其中降解效果最好的菌株进行形态特征、 16S rRNA序列及ANI指数分析，鉴定菌株种属。通过高效液相色谱法测定其降解效果，使用HPLC-MS研究其降解机理。利用土壤接种、盆栽试验及水培试验探究其对土壤、小麦及玉米的生物修复作用。结果显示：筛选出的5株菌，其中降解效果最好的菌株ADBD-13为产脲节杆菌Paenarthrobacter ureafaciens，培养70 h可将100 mg/L莠去津降解99.90%；其在30℃，pH 8.0，莠去津初始质量浓度为10 mg/L时降解效果最好，具有一定的耐酸碱及耐高温和低温性；菌株ADBD-13对莠去津经脱氯、去异丙基、羟基化、加氢脱烷基、消除和水解后的生物降解产物为氰尿酸；对于含50 mg/kg莠去津的污染土壤，施加菌株ADBD-13发酵液可在7 d时将土壤中的莠去津降解70.54%；在莠去津胁迫下，施加菌株ADBD-13发酵液后土壤中小麦幼苗及玉米幼苗的株高、根长、鲜重和干重比对照分别增加至少21%和30%，在水体中生长的小麦幼苗及玉米幼苗的四个生长指标比对照分别增加至少24%和27%。研究结果表明，产脲节杆菌ADBD-13在土壤修复及生物修复方面具有广阔应用前景。

关键词

产脲节杆菌 / 莠去津 / 生物降解 / 生物修复 / 小麦 / 玉米