2.3菌株HP-1对甲胺磷的耐受能力
结果表明,初期能够耐受甲胺磷的浓度高达8 000~10 000 mg/L,其菌株的滞止期5~6d,后期的生长十分缓慢,培养液为棕黄色;但是经过连续几代低浓度培养,菌株的耐受能力发生改变,其耐受能力为4 000~6 000 mg/L,表明其耐受能力远远高于农业生产所使用的浓度剂量。取其浓度1000mg/L的样品,用透视电镜观察细胞内膜系统(图8),与无农药处理的比较发现细胞膜内细胞器有所变化(具体不清),笔者认为这可能与该菌株降解农药的机制有关。
2.4菌株HP-1对甲胺磷的降解
2.4.1菌株HP-1对甲胺磷的降解率
菌株HP-1在含有500mg/L和1000mg/L甲胺磷农药的PSB培养基中培养7d,取样用GC气相色谱测定样品中的农药残留。结果表明:利用白炽灯作为光源促进菌株HP-1的生长,但是光源对农药的光解作用并不大,可能归功于光源不能直接照射;培养后第7d,500mg/L和1000 mg/L培养液中的甲胺磷的浓度分别为174mg/L和504mg/L,其平均降解率分别为65.20%和49.60%,表明菌株HP-1对甲胺磷的降解率与起始农药浓度有一定的影响,可能是菌体对高浓度农药适应期和耐受能力相对较长导致所致。
2.4.2不同培养条件对菌株HP-1降解率的影响
在有无酵母存在的情况下,菌株HP-1在甲胺磷浓度0~800mg/L之间,生长速度基本无差异;但是随着浓度提高,加酵母的比未加酵母的生长速度快1~2d。另外,培养10d后取样分析,其相应浓度条件下,菌株的降解速率加酵母的明显高于未加酵母的(图9),低浓度时加入酵母不利于菌株对农药的降解,出现未加酵母的比加酵母的降解率高。在耐受范围内均随着浓度的增加,其降解率也随着增加,微生物对农药降解由于受到许多因素的影响,其降解率也出现波动。
2.4.3菌株HP-1的有机磷农药降解谱
根据SQTR[9,12]数量效应,就菌株HP-1对有机磷农药的降解谱进行试验。结果表明:该菌株能够利用乐果、毒死蜱蜱、三唑磷、辛硫磷作为唯一碳源生长。培养7d,对400mg/L乐果和400 mg/L毒死蜱蜱的降解效果为45.4%和51.5%,证明该菌株具有降解谱广的特性,也验证了有机磷农药降解菌降解酶广谱的特性。
2.5菌株HP-1的发酵液对萝卜种子发芽的影响
试验初步表明(图10):第2d和第3d发酵液处理的种子发芽率高于培养基和对照,其中200倍发酵液处理能够明显提高种子发芽,高达72.22%,并且种子发芽时间提早0.5d左右,培养基和清水之间无明显差异。表明该菌株的发酵液能够促进萝卜种子萌发,具有促生生物活性。
3讨论
根据菌株HP-1的形态学和生理生化特征,参考《伯杰氏手册第九版》,初步鉴定菌株HP-1为沼泽红假单胞菌[Rhodopesudomonas plaustris]。最适生长温度为30~37℃,培养基的pH值为6.5~7.0。能够以多种有机物和有机磷农药作为唯一碳源生长,对有机磷的耐受能力高于目前已经报道的有机磷农药降解菌。另外目前所分离的有机磷降解菌主要集中于假单胞菌属[Pesudomonas]、节杆菌属[Arthrobacter]、黄杆菌属[Flavobacterium]、产碱杆菌属[Alcaligenes]、短杆菌属[Brevibacterium]等无芽孢类型细菌而未见该菌的报道,这反应了自然界中可降解有机磷农药的微生物广泛存在和生物多样性[10,11,16,20,23]。
培养后第7d,该菌株可降解甲胺磷65.2%(500 mg/L)和49.6%(1 000 mg/L),乐果45.4%(400 mg/L),毒死蜱蜱61.5%(400 mg/L),另外该菌株也能够以三唑磷、辛硫磷作为唯一碳源生长,其降解试验正在进行中。这印证了有机磷农药降解菌降解酶的广谱性特征[17,21,22,24~26]。在人为加压选择压力下,细胞形态超微结构表明,细胞内膜系统的结构发生改变,目前还不清楚具体变化,估计与该菌株降解农药的降解机制有关,为实验室后续研究工作提供了基础条件。
目前所有参考文献还未见具有促生生物活性的农药降解菌的报道,笔者基于艾格里微生物的研制与开发,首先展开农药降解菌的促生活性研究。试验结果表明能够明显提高水稻、辣椒、萝卜种子的发芽率,提早发芽时间;室内以茄科作物辣椒作为试验材料,利用培养液喷施,能够提高叶绿素含量,植物苗期素质全面提高(其结果将另文发表),这也是我们首次发现该菌株发酵液具有促生生物活性。
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