摘要:从湖南农药厂甲胺磷废水和污泥中分离到光合细菌菌株18株,经过初步筛选得到1株可降解甲胺磷[hethamidophos]的菌株HP-1,红色圆形菌落,边缘整齐光滑,中间稍稍突起,菌落直径0.64~2.60mm,菌革兰氏染色阴性G-,细菌单个细胞短杆形或弯曲杆形,0.40~0.70μm×1.2~2.0μm,不对称出芽分裂,细胞具有极生鞭毛或亚极生鞭毛,片层状光合内膜位于细胞膜下并与之平行,初步鉴定为沼泽红假单胞菌[Rhodopesudomonas plaustris]。培养7d后,能够降解甲胺磷[65.20%(500 mg/L)和49.60%(1 000 mg/L)],且在外加碳源时能提高其降解性能,还能降解乐果、毒死蜱蜱、三唑磷和辛硫磷。该菌株发酵液能够促进萝卜种子萌发,提前发芽时间,具有促生生物学活性。


农药生物修复是利用特定的生物[植物、微生物或原生动物]吸收、转化、清除或降解农业生态环境中农药污染,实现农业生态环境净化,生态功能恢复的生物措施。在近60年的发展中,愈来愈受到研究者的重视。已有大量研究表明真菌、细菌、藻类等微生物对有机磷农药甲胺磷、三唑磷、对硫磷、乐果、马拉硫磷等有很好的降解作用[4-8,10,13,15,16,18-20]。但是,笔者未发现能够降解甲胺磷农药的光合细菌的分离和降解性能研究报道,可能是基于分离纯化难和培养条件苛刻。同时已有报道认为光合细菌能够促进作物生长,提高叶绿素含量,增强作物的抗逆性和提高作物产量,并能够改善作物的品质。而其他非光合细菌的分离与降解性能的研究已有较多报道,但未见具有促生活性的报道。因此,基于这种想法,从生产甲胺磷农药的废水中筛选具有促生活性及可降解甲胺磷的光合细菌菌株,作为降解基因资源,为大规模生产有机磷农药微生物降解菌菌剂和应用于农业生产提供实验依据。


1材料与方法


1.1样品来源


菌种分离自湖南农药厂废水和污泥。甲胺磷原药[70%]、毒死蜱蜱原药[67%]、三唑磷原药[8%]和辛硫磷原药[60%]均由湖南农药厂提供;20%乐果乳油由湖南海利化工有限公司生产并提供。


1.2菌株分离、筛选与鉴定


将样品混匀,分别取5g污泥和2mL废水,置于装有125mL PSB液体培养基的培养瓶中,加入浓度为200mg/L甲胺磷,室温下25W白炽灯,距离培养瓶的距离25~40cm,培养10d,可以观察到培养瓶中培养基变红棕色,其间每天手动摇匀3次。取出培养液1mL,再次置于含有125mL培养基的培养瓶中,加入浓度为400mg/L甲胺磷,同样条件下培养5~7d。依照前面的方法,连续培养5~7次,甲胺磷的浓度也渐渐提高到3200~6400mg/L。利用双层平板夹心法[参照孙德军等[3]的方法并加以改进],在直径6 cm的培养皿中加入含有甲胺磷800mg/L PSB固体培养基,分别取10μL菌液均匀涂抹其表面,稍微干水汽后再加入同样浓度的培养基,用封口膜封好,置于同样的条件下培养7~10d,用牙签挑出单菌落在PSB液体培养基培养,用同样的方法纯化3次,获得纯培养保存,编号HP-1。菌种的鉴定方法参照刘勇等[2]的方法。


1.3培养基


PSB液体培养基的制备,具体参照文献[2]的方法。PSB固体培养基,在PSB液体培养基中加入18g和14g琼脂。所有培养基的pH值为6.8左右,110℃灭菌20 min。


1.4菌株HP-1菌落形态和菌体形态观察


以双层平板夹心平板上生长的菌落形态描述菌落颜色、大小和形状。革兰氏染色参照参考文献[2]。用电子显微镜观察菌体大小、细菌鞭毛、繁殖方式和光合内膜系统。


1.5菌株HP-1活细胞色素吸收光谱的测定


取纯培养液4mL,以空白培养基作为对照,用TU-1901双光束分光光度计[北京普析仪器公司]进行波长扫描,波长范围为190~900nm。


1.6菌株HP-1生长曲线的测定


在装有125mL PSB液体培养基的培养瓶中,加入1mL菌液,分别加入62.5、125、250、500、1000、2000、4000 mg/L的甲胺磷,在与前述相同的培养条件下,第4d开始每天取样测定OD660值,并绘制生长曲线。


1.7菌株HP-1生理生化特性的测定


细菌生理生化特性的测定具体参照文献[2]的方法进行。


1.8菌株HP-1对甲胺磷耐受能力的测定


分别制备甲胺磷含量为400、800、1600、3 200、6 400、12 800 mg/L PSB液体培养基,接种培养5~7d,观察记录其生长情况。


1.9菌株HP-1对甲胺磷的降解率的测定


以目标农药甲胺磷[由湖南农药厂提供]作为唯一的碳源,配制含有目标农药的500mg/L和1 000mg/L PSB培养液,接种菌液1mL于125 mL的培养液中,同时设有不接种菌的两种浓度的空白对照和只接种菌而不加农药的对照,以消除水解和光解等因素引起目标农药减少的影响,在与前述条件相同的培养条件下,培养7d,取样用GC气相色谱测定细菌对目标农药的降解率。



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