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叶际毒死蜱降解菌多样性及降解机制研究

2020-12-02阅读(968)

叶际毒死蜱降解菌多样性及降解机制研究

论文摘要

毒死蜱因杀虫谱广、毒性低等优点广泛应用于农业,但由于不合理用药导致农药残留超标。生物降解农残是一种可靠有效的农药去除技术。叶际微生物功能丰富,可促进植物生长、固氮、降解农残等。目前已分离出毒死蜱降解菌大多来自水体和土壤,对叶际毒死蜱降解菌筛选的报道很少。本课题采用富集培养等方法从蔬菜叶际分离毒死蜱降解菌,验证蔬菜叶际毒死蜱降解菌的多样性;通过单因素实验对其中一株降解菌Buttiauxella sp.CPF 5进行降解特性研究;利用从水草叶际分离的一株毒死蜱高效降解菌Rhodobacter sp.EBL0706,采用转录组测序等技术寻找与毒死蜱降解相关的酶基因,推断毒死蜱的生物代谢路径。主要研究结果如下:1)白菜和油麦菜叶片可分离培养的毒死蜱降解细菌分布于根瘤菌属（Rhizobium）、嗜麦芽寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）、假单胞菌属（Pseudomonas）、约翰不动杆菌属（Acinetobacter）、乡间步丘氏属（Buttiauxella）。2)高效降解菌Buttiauxella sp.CPF 5接种量为7.5×109CFU·mL-1时可使浓度为50·mg·L-1的毒死蜱降解率达到60%。3)酵母提取物有助于CPF 5菌株的生长和毒死蜱的降解。最优降解条件为温度32℃、pH 8.6,酵母提取物浓度为7 g·L-1,此时CPF 5对毒死蜱降解率可达97%。4)筛选到28个参与毒死蜱降解的酶基因,包括酯酶,还原酶,单加氧酶,双加氧酶等。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 叶际微生物
  •     1.1.1 叶际微生物多样性
  •     1.1.2 叶际微生物生态功能
  •   1.2 有机磷农药的生物降解
  •     1.2.1 有机磷农药降解菌
  •     1.2.2 微生物降解有机磷农药机理
  •     1.2.3 影响有机磷农药生物降解的因素
  •   1.3 毒死蜱的生物降解研究
  •     1.3.1 毒死蜱的理化性质
  •     1.3.2 毒死蜱的残留
  •     1.3.3 毒死蜱生物降解以及机理研究
  •   1.4 本课题研究意义及目的
  • 第2章 蔬菜叶际毒死蜱降解菌的多样性
  •   2.1 仪器与试剂
  •     2.1.1 实验样品
  •     2.1.2 实验仪器
  •     2.1.3 实验试剂
  •     2.1.4 主要溶液的配制
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 毒死蜱降解菌的富集和分离
  •     2.2.2 毒死蜱降解菌的鉴定
  •     2.2.3 毒死蜱降解菌的系统发育树分析
  •     2.2.4 降解菌的生物表面活性剂检测
  •     2.2.5 毒死蜱降解菌的降解能力检测
  •   2.3 结果与讨论
  •     2.3.1 降解菌的分离
  •     2.3.2 降解菌形态学特征
  •     2.3.3 降解菌生理生化特性
  •     2.3.4 降解菌抗生素抗性特征
  •     2.3.5 降解菌16S rDNA系统发育分析
  •     2.3.6 生物表面活性剂检测
  •     2.3.7 毒死蜱降解
  •   2.4 本章小结
  • 第3章 降解菌Buttiauxella sp.CPF5 的特性研究
  •   3.1 仪器与试剂
  •     3.1.1 实验仪器
  •     3.1.2 实验试剂和主要溶液的配制
  •   3.2 实验方法
  •     3.2.1 CPF5 母液的制备
  •     3.2.2 接种量对毒死蜱降解的影响
  •     3.2.3 外源对毒死蜱降解的影响
  •     3.2.4 毒死蜱降解条件的优化
  •     3.2.5 菌株CPF5 表面形态变化
  •   3.3 结果与讨论
  •     3.3.1 CPF5 生长特性
  •     3.3.2 接种量对降解率的影响
  •     3.3.3 外加碳源对毒死蜱降解影响
  •     3.3.4 响应面法确定最优降解条件
  •     3.3.5 降解过程中CPF5 形态变化
  •   3.4 本章小结
  • 第4章 毒死蜱代谢机制研究
  •   4.1 仪器与试剂
  •   4.2 实验方法
  •     4.2.1 Rhodobacter sp.EBL0706 对毒死蜱的降解动力学
  •     4.2.2 菌株RNA提取与测序文库构建
  •     4.2.3 转录组测序与注释
  •     4.2.4 基因表达差异分析
  •     4.2.5 GO功能显著性富集分析
  •     4.2.6 KEGG显著性富集分析
  •   4.3 结果与讨论
  •     4.3.1 菌株EBL0706 对毒死蜱降解动力学
  •     4.3.2 RNA-Seq质量评估
  •     4.3.3 转录组序列比对分析
  •     4.3.4 参考基因组注释
  •     4.3.5 表达量分析
  •     4.3.6 差异基因的筛选
  •     4.3.7 GO功能和KEGG富集分析
  •     4.3.8 与毒死蜱代谢相关的功能基因及途径分析
  •   4.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间所发表的论文
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 魏迎雪

    导师: 王晓辉,白志辉

    关键词: 毒死蜱,生物降解,叶际,微生物多样性,转录组

    来源: 河北科技大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,农业科技

    专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用,农业基础科学

    单位: 河北科技大学

    基金: 国家自然科学基金项目“蔬菜叶际有机磷农药降解菌多样性及其影响因素”(31570494),中国科学院战略性先导科技专项“美丽中国生态文明建设科技工程”(XDA2301040103)

    分类号: X172;X592

    DOI: 10.27107/d.cnki.ghbku.2019.000044

    总页数: 75

    文件大小: 5671K

    下载量: 62

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