张瑞福[1]2004年在《有机磷农药长期污染土壤的微生物分子生态效应》文中认为有机磷农药是曾经得到广泛应用并且应用仍然十分普遍的农药品种，它们的环境效应越来越受到关注。它们的毒性和环境中的化学行为已经得到广泛的研究。土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分，是土壤肥力的重要指标。农业上使用的农药大部分要最终进入到土壤中。关于有机磷农药长期污染对土壤微生物的影响还未见有报道，而且，一般研究杀虫剂对土壤微生物的影响，都是采用传统的分离培养或测定代谢活力的方法。目前已知，自然环境中的微生物有90％-99％是还未能培养，为了克服上述缺点，分子生物学技术尤其是16S rDNA分析的方法引入土壤微生物群落的分析。 本文研究了长期的有机磷农药污染对土壤微生物的分子生态效应。同时采用分离培养与不依赖于培养的16S rDNA分析的方法研究了有机磷农药长期污染对主要土壤微生物生理功能群数量和微生物群落结构的影响。 有机磷农药释放到环境中，必定会对环境中的微生物群落产生影响，持续的污染使得有的微生物种群数量减少以至被淘汰，有的则适应污染环境而成为优势群。环境微生物群落在长期适应污染的过程中必定会产生种类繁多的有机磷农药降解菌。研究有机磷农药污染环境中有机磷农药降解菌的多样性，对于了解有机磷农药的环境毒理、生物可降解性以及污染环境的修复潜力具有重要参考价值。 有机磷农药污染土壤中降解菌的多样性以及降解基因的保守性，证明了降解基因在污染土壤细菌间发生了水平转移，揭示了土壤微生物群落适应有机磷农药污的分子机制。研究有机磷农药水解酶基因水平转移的分子基础，寻找调控其水平转移的基因序列，可以增强有机磷农药污染土壤的生物修复效果。 一、甲基对硫磷长期污染对土壤微生物的生态学效应 研究了有机磷农药甲基对硫磷长期污染对土壤微生物的影响，实验表明：土壤细菌、放线菌、真菌总的数量影响不大；自生固氮菌和反硝化细菌数量减少；氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌的数量在污染土壤中却有所增加；与对照土壤相比，污染土壤呼吸作用下降了29.93％；氨化作用和硝化作用强度得到增强。 二、土壤微生物总DNA的提取和纯化方法研究 为了采用不依赖于培养的16S rDNA分析的方法研究有机磷农药长期污染对土壤微生物群落结构的影响，建立了从土壤中提取总DNA的方法，并通过改进使适合于对革兰氏阳性菌的提取。用9种性质不同的土壤进行验证，均提取到了DNA，每克干土有机磷农药长期污染土壤的微生物分子生态效应的。NA提取量从3.30抖g一13.41”g，通过透析袋回收进行纯化，纯化回收率达到“.34%，纯化后的土壤DNA可以直接扩增出16SrDNA。9种土壤的提取率从60.51%一93.45%，可以从每g千土添加362个菌体的土壤中扩增到目的条带.叁、甲基对硫磷长期污染对土壤微生物种群结构的影响 采用不依赖于培养的1 65 rDNA分析的方法研究了甲基对硫磷长期污染对土壤微生物多样性和种群结构组成的影响。首先提取了对照和甲基对硫磷长期污染两种土壤样品的总DNA，对照土壤中的总ONA提取量为13.01ug/9.千土，污染土壤中总DN人提取量为12.23ug/9.干土.应用细菌特异性的165 rDNA引物通过PCR扩增了两种土壤样品混合的165 rDNA，建立了两种土壤样品165 rDNA文库，应用Rsal和肋;1.两种四碱基限制性核酸内切酶对两个文库中的1 65 rONA片段进行了限制性片长度多态性分析。共获得了603种1 65 rDNA的酶切类型，应用各种多样性和均度参数对两种土壤文库Hhal一Rsal酶切类型的丰富度和分布进行了比较。对两种土壤文库中165rDNA主要Hhal一Rsal酶切类型的系统发育分析表明微生物种群发生了显着的变化.在对照土壤中，主要细菌类群是一个新的、尚未培养的细菌类群的成员以及芽袍杆菌、。一变形杆菌中的成员;而在污染土壤中，细菌主要类群被flexibactera一eytophaga一baeteroides和v一变形杆菌类群所取代.四、有机磷农药污染土壤中有机磷农药降解菌的分离与多样性研究 采用添加有机磷农药的选择性培养基，在有机磷农药长期污染的土壤中分离到七林有机磷农药降解菌，经生理生化鉴定和系统发育分析，菌株mP一1鉴定为Psouda二j刀obacr。二sp，菌株mp一2为才jeallg。刀。5 sp.，菌株mp一7为Brucolla sp.，其他菌株为ochrobac仃姗sP.。1 6 5 r DNA序列同源性比较、系统发育分析和染色体ERIC一PcR指纹图谱扩增表明有机磷农药长期污染的土壤中有机磷农药降解菌具有丰富的多样性。五、七株有机磷农药降解菌的降解特性比较及其菌株mP一4对叁哇磷降解的初步研究 对七株有机磷农药降解菌的降解特性进行了比较，七株降解菌都能利用甲基对硫磷为唯一碳源生长，并生成中间代谢产物对稍基酚。对稍基酚的降解经过一段延滞期，不同菌株降解对稍基酚的能力和延滞期有很大差异.降解菌株对多种有机磷类农药和芳香族化合物具有降解能力，其降解谱表现了一定的差异。与其他菌株相比，菌株mp一4能降解有机磷农药叁哇磷，叁哇磷农药是我国南方稻区广泛应用的品种，对菌株mP一4降解叁吐磷进行了初步研究，试验表明，在实验室与水稻田间试
高玉爽[2]2008年在《多菌灵降解菌的筛选及其降解特性研究》文中认为土壤是人类环境的基本要素之一,是人类赖以生存和进行生产活动的物质基础,它与人类健康有着密切的联系。大量施用化肥、农药以及其他一些化学物质,而且其施用量将可能在很长时间内维持较高的水平,这些化学物质在土壤中不断积累,使生态系统受到严重的干扰和破坏,引起土壤环境恶化、土壤肥力下降和土壤生产力下降等,也使污染土壤的面积进一步增加。因此,农药污染土壤的修复技术的研究,具有十分重要的意义。本研究以长期被多菌灵污染的蔬菜大棚土壤为研究对象,研究了氨基甲酸酯类杀菌剂多菌灵对土壤中各微生物种群和几种土壤酶活性的影响;通过富集培养的方法分离、筛选到能够降解多菌灵的细菌菌株DJ-1和真菌菌株T8.2各一株,通过对其生理生化以及菌体形态、菌落特征等的考察,确定其菌属;并对其降解多菌灵的条件进行了研究。其主要实验结果如下:1.在试验阶段,土壤中细菌受到了明显的抑制作用,后期才逐渐恢复至对照水平;放线菌则表现出先受抑制后被激发的变化;而真菌受到抑制后最终未能恢复至对照水平。多菌灵对过氧化氢酶表现出促进作用、对脲酶表现出先抑制后促进的作用,而对蔗糖酶则表现微弱的抑制作用。2.通过富集培养的方法,分离、筛选到能够降解多菌灵的细菌和真菌各一株,通过对其生理生化以及菌体形态、菌落特征等的考察,初步确定其分别为假单胞菌(Pseudomonas)和木霉(Trichoderma)。3.实验发现,培养条件对降解菌株的生长以及对多菌灵的降解都有较大的影响,只有在适宜的环境条件下,菌株才能充分发挥其降解能力,菌株对多菌灵降解的最佳条件与其最适生长条件相一致,且外加碳氮源的加入能够大大促进菌体的生长以及其对多菌灵的降解。pH7.0、培养温度为30℃、接种量10%、加入0.5%蛋白胨时,为菌株DJ-1降解多菌灵的最佳条件,此时其对100mg/L的多菌灵的降解率可达90%;pH6.0、培养温度为25℃、接种量10%、加入0.5%酵母粉时,为菌株T8.2降解多菌灵的最佳条件。而两菌株均能对几种常用农药的起到降解作用。4.分别对发酵过程中发酵时间、培养温度、初始pH值、接种量以及培养基装液量进行考察,并对培养基进行了优化。结果表明:细菌DJ-1在pH7.0、30℃、装液量为50/250ml下培养36h后活菌数达到最大,通过正交实验对其培养基进行优化而得到的最优组合为A_2B_3C_1D_2(即牛肉膏0.6%、蛋白胨2%、葡萄糖1%和NaCl 0.8%)。采用液-固两相发酵法对菌株T8.2进行发酵,其发酵最佳温度为25℃、培养基初始pH值为5.5,固相发酵时间为7d。而对其培养基进行优化发现,控制秸秆:麸皮为7:3时,菌株产孢数最大,孢子数可达1010cfu/g,且此发酵主要原料秸秆是便宜、易得的。5.对降解菌株在土壤中的降解情况进行考察,其结果表明:接种量直接影响菌株对多菌灵的降解,当接种量为10%时,细菌和木霉在原土中对多菌灵的降解率分别为86.1%和75.2%,在风干土中和烘干土中均次之。原土中菌株对多菌灵的降解要明显优于风干和烘干处理中,这可能是由于原土中部分土着微生物的存在对菌株降解多菌灵起到了一定的促进作用。控制细菌和木霉混合比例为1:1时,降解效果也要稍优于添加单一菌种,可能是菌种相互迭加之后起到了一定的协同作用。
侯宪文[3]2007年在《铅—苄嘧磺隆/甲磺隆复合污染的土壤微生物生态效应的研究》文中研究说明在土、水外境中，单一污染是很少的，绝大多数污染是多种污染物质共存所造成的复合污染。由于根据单一污染物质制定的有关环境容量和环境评价标准无法真实地反映实际状况，因此复合污染的研究已引起国内外科技工作者的高度重视，并成为当前环境科学领域的研究热点。开展土壤复合污染这一领域的研究，对深入理解复合污染条件下各种污染物质在土壤环境中的物理、化学和生物学归宿及其生态效应具有重要的理论意义，对提高土壤和水环境质量及保障农产品安全等有重要的现实意义，更能为环保决策部门制定切实可行的环境标准提供理论依据。本研究以黄筋泥、青紫泥、淡涂泥等3种不同的水稻土为材料，研究了Pb胁迫条件下土壤中除草剂甲磺隆的降解和残留特征；同时，选择目前稻田的一种当家除草剂—苄嘧磺隆作为有机污染物，研究其与Pb复合污染对土壤中微生物及其活性的影响规律，并揭示Pb和苄嘧磺隆交互作用对土壤环境质量的影响及其意义。主要研究结果如下：(1)运用~(14)C同位素示踪技术，系统研究了控制条件下~(14)C-甲磺隆在Pb污染的3种不同性质土壤中的降解和残留特性。结果表明：可提态甲磺隆母体在土壤中的降解符合一级反应动力学方程(r＞0.923)，重金属Pb的存在抑制了土壤中甲磺隆的降解，使得可提态甲磺隆母体的降解半衰期延长1-5天。但发现本研究最高Pb浓度(1000 mg kg~(-1))处理时，对甲磺隆降解的抑制率并不是最大的。Pb对~(14)-甲磺隆矿化的影响因土壤不同而差异较大，在青紫泥和黄筋泥中，随着Pb浓度的升高，对1 mg kg~(-1)的~(14)C-甲磺隆矿化的抑制作用增强，而对10 mg kg~(-1)的~(14)C-甲磺隆矿化的刺激作用也增强。在淡涂泥中，则是Pb刺激低浓度~(14)C-甲磺隆的矿化，而抑制高浓度~(14)C-甲磺隆的矿化。~(14)C-甲磺隆母体及其降解中间产物的结合态残留率呈先快速增加后缓慢减少的趋势。Pb处理中，低浓度甲磺隆~(14)C-残留物的结合残留率有所降低；而对高浓度甲磺隆的~(14)C-残留物的结合残留率的影响不明显。(2)以土壤微生物生物量、微生物代谢熵、土壤基础呼吸等为生物学表征指标，探讨了Pb-苄嘧磺隆复合污染下土壤微生物量碳的响应。结果表明：培养第7天时，Pb和苄嘧磺隆处理能使土壤微生物量碳降低1～65％和1～71％，一般来说，污染物的浓度越高，抑制效应越大，其中在黄筋泥中尤为明显。在整个培养过程中，Pb或苄嘧磺隆处理的微生物量碳随时间变化表现出先降低后升高的趋势，在第7-30天降到最低点，之后略有回升，并趋于平稳。Pb-苄嘧磺隆的复合处理亦有相同趋势，且两种污染物的互作效应达显着水平。一般地，Pb-苄嘧磺隆的联合效应对微生物量碳的影响小于二者在相应浓度单一污染所产生的效应之和，交互作用弱化了Pb和苄嘧磺隆对微生物量碳的作用，表现为拮抗效应。在培养初期，Pb或苄嘧磺隆污染土壤的微生物代谢熵随污染物浓度的升高而上升，Pb和苄嘧磺隆复合处理亦使得土壤微生物代谢熵增加，表明土壤微生物处于胁迫状态，但随着污染物毒性减小和微生物抗性增强，这种影响逐渐减小至对照水平。代谢熵的变化较之土壤呼吸对污染物更为敏感，应是评价污染土壤微生物效应的良好指标。(3)土壤酶活性的变化也在一定程度上反映了单一或复合污染的影响效应。结果表明，较低浓度Pb对土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶和脲酶有刺激作用，而高浓度Pb对酶活性有抑制作用；培养初期，苄嘧磺隆对土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶和脲酶活性具有抑制作用，在培养后期对土壤酶活性的抑制作用有所缓解或在一定程度上对酶活性产生刺激作用。Pb-苄嘧磺隆复合污染的交互作用类型和强度与污染物持留时间、浓度及土壤性质等密切相关，使得利用土壤酶活性来定量评价Pb-苄嘧磺隆复合污染存在一定难度。(4)运用PLFA谱图分析法，研究了Pb-苄嘧磺隆污染条件下土壤微生物群落结构的变化特征及其主要的影响因素。结果表明：在Pb、苄嘧磺隆单一及其复合污染条件下，土壤微生物群落结构发生明显的变化。土壤中革兰氏阳性细菌(如i15：0，a15：0，i17：0)、革兰氏阴性细菌(如cy17：0、18：1ω7c)、丛枝菌根真菌(16：1ω5c)、真菌(18：2ω6,9c)及放线菌(10Me16：0、10Me17：0和10Me18：0)等的变化是微生物群落结构变化的主导因子。污染物浓度是影响青紫泥中微生物群落结构变化的主要因素，高、低浓度的单一或复合处理可以大致的归为两类，浓度不同掩盖了污染物性质的差异；苄嘧磺隆是黄筋泥和淡涂泥中微生物群落结构变化的主要影响因素，苄嘧磺隆掩盖了Pb的影响，在淡涂泥中尤为明显。(5)运用正交旋转组合设计方法建立数学模型，并结合~(14)C同位素示踪技术研究了Pb-苄嘧磺隆复合污染体系中外源葡萄糖的降解特征。结果表明：土壤中Pb和苄嘧磺隆对外源~(14)C-葡萄糖矿化速率的影响达显着水平，Pb的效应大于苄嘧磺隆。污染物在培养初期对~(14)C-葡萄糖矿化起抑制作用，两者的交互作用表现为拮抗效应，浓度越高拮抗效应越大；之后，两者的交互作用又转变为协同效应，刺激~(14)C-葡萄糖的矿化。污染物浓度是影响交互作用的重要因子之一。
吕镇梅[4]2004年在《除草剂二氯喹啉酸对水稻田土壤微生态的影响及其降解特性研究》文中提出本文以浙江大学华家池校区农场水稻土为研究材料，综合运用传统及现代分子生物学手段，采用室内培养、纯培养及统计分析相结合的方法，全面探讨了除草剂二氯喹啉酸对水稻田土壤的微生物生态及毒性效应，并筛选、分离和鉴定了几株二氯喹啉酸降解菌，进行了二氯喹啉酸降解途径的初步探讨，为建立有效的除草剂污染预警指标体系、环境质量评价及二氯喹啉酸降解菌的有效利用提供有益的参考。本研究所获主要结论如下： 1．采用传统方法研究了二氯喹啉酸对水田土壤好氧性细菌、放线菌、真菌和厌氧性水解发酵细菌(AFB)、产氢产乙酸细菌(HAB)、反硝化细菌(DNB)、产甲烷细菌(MB)、固氮菌生长的影响及对土壤磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶、蛋白酶活性和土壤微生物呼吸强度的影响。研究结果表明，土壤中二氯喹啉酸浓度在1μg g~(-1)干土以下时能促进土壤中细菌、真菌和反硝化细菌数量。随着二氯喹啉酸施用浓度的进一步增加，好氧细菌的滞留适应期延长，而且受到抑制。用药后第4d，各浓度二氯喹啉酸对土壤中放线菌均呈一定程度的抑制效应，且与二氯喹啉酸浓度具有一定的直线负相关性，后期呈现第二次抑制。二氯喹啉酸对AFB、固氮菌是一种很好的刺激剂，但对水稻田土壤中MB抑制作用较大，培养第5d最高抑制率达到72.9％。 使用初期低浓度二氯喹啉酸对水稻田土壤各种酶活性影响不大，或者有轻微刺激作用，但高浓度对酶活性均有一定抑制作用，而且浓度越高，受抑制程度越强，且高浓度施用量需要较长时间酶活才得以恢复。施药第4d，过氧化氢酶活性与施用浓度有很好曲线相关性。后期抑制程度减轻，并逐渐回升甚至高于对照水平。二氯喹啉酸在施用4d后脲酶活性较对照降低了51.3％-71.9％。土壤脱氢酶对二氯喹啉酸比较敏感，施用浓度大于1μg g~(-1)干土的3个土样在用药之初抑制率即达到80％以上。各浓度二氯喹啉酸对土壤中蔗糖酶活性影响不大，用药后4d，只呈现轻微抑制效应，并与二氯喹啉酸浓度具有较好的直线负相关性，11d后，由于酶活性的恢复甚至出现刺激效应，这种相关性逐渐消失。当土壤中二氯喹啉酸浓度在1μg g~(-1)干土以下时能促进土壤呼吸强度，这种刺激作用在4d时并不明显，但11d时相当显着。研究二氯喹啉酸在土壤中的残留发现施用二氯喹啉酸3周后，残留量低于检测限。 2．在传统微生物污染生态研究基础上，运用分子生态学手段，建立了有效的土壤总DNA的提取方法，提取到满足PCR扩增的高质量的土壤总DNA，获得用于进行DGGE分子指纹分析的特异16S rDNA V3区扩增片段。并采用DGGE分子指纹技术，避开传统的分离培养中文摘要过程，对二氯哇琳酸施用条件下稻田土壤微生物种群的基因多样性进行了初步研究。通过对不同培养时间、不同浓度二氯喳琳酸施用后淹水稻田土壤的微生物DNA进行DGGE基因多样性的分子指纹图谱分析，发现不同浓度二氯哇琳酸施用后一段时间内土壤微生物群落结构有一定的变化。但是21周后，对照土壤与二氯哇琳酸处理土壤的微生物多样性差异很小，几乎相同。对培养时期DGGE图谱中出现的特异性条带进行割胶回收克隆测序分析，获得4个克隆子，分别与cz口slrl’diu，paraPutr沪cum、SPhl刀gobaclerl’uoth“加ophilum ATCC 43320、xan功omona:，esiealoria eNPH345、尺人。由eoccus叩acus的165 rDNA序列具有很高的相似性。这4株克隆子是二氯喳琳酸施用过程中特征性细菌，应与消除二氯喳琳酸污染或污染修复有关。 3.采用B10LOG ECO微平板检测了二氯喳琳酸施用后土壤微生物碳源利用的功能多样性。结果显示二氯喳琳酸施用初期土壤微生物群落结构发生了相应的变化，微生物群落代谢剖面(AWCD)及群落丰富度、多样性指数均不同程度有了变化，施用高浓度二氯喳琳酸后在短期内土壤微生物对碳源利用的变化比较显着，2.00雌·岁干土二氯哇琳酸处理的土壤微生物群落功能多样性下降，能利用有关碳源底物的微生物数量减少，微生物对单一碳源底物的利用能力降低，最终导致了土壤微生物群落功能结构多样性发生变化。而二氯喳琳酸施用8周后土壤微生物群落功能生理代谢逐渐回升。典型变量分析表明，施用二氯哇琳酸后土壤微生物群落结果发生了明显的改变，且8周内随培养时间延长越来越明显，但对土壤微生物原有群落结构的损伤并不长期持续。多样性指标Shannon(H)能灵敏而有效地指示污染环境的微生物学变化，在整个处理期间，群落丰富度指数(s)变化趋势与AWCD值变化情况基本一致，表明群落丰富度指数(S)作为表征土壤微生物群落代谢多样性比Shannon指数 (H)更为合理。总之，微生物群落功能多样性在一定程度上可反映施用二氯哇琳酸后土壤环境生态功能的演变规律，同时也是指示其环境质量变化的灵敏、有效生物学指标。 4.以大肠杆菌(Escherichia eoli)K12、枯草芽抱杆菌(Baesllus:ubrilis)B19等稻田土壤典型微生物及二氯哇琳酸降解菌洋葱伯克氏菌(Burkholderl’a cePacia)wzl为实验材料，通过对稻田土壤典型微生物和二氯哇琳酸降解菌的生长、活性、应激反应以及生化指标方面的影响，研究了二氯喳琳酸胁迫对微生物纯培养的生理毒性，初步获得结论:?
张娜娜, 姜博, 邢奕, 连路宁, 陈亚婷[5]2018年在《有机磷农药污染土壤的微生物降解研究进展》文中研究表明有机磷农药是目前我国使用量最大的农药之一,严重污染环境和生态系统,并通过食物链在生物体内富集,进而危害人类健康。微生物降解技术具有降解效率高、代谢途径多、无二次污染的优势,是目前清除环境中有机磷农药的主要手段,能有效降低有机磷农药的危害。目前有机磷农药的降解微生物主要是通过实验室纯培养方法获得,与自然生态环境中存在的降解功能性微生物信息差异较大,而利用不可培养方法识别功能性微生物的技术具有广阔的应用前景。本文从有机磷农药的使用情况及引发的环境问题出发,概述了有机磷农药在土壤中的迁移转化途径,稳定同位素探测技术和磁性纳米材料等不可培养方法对有机磷农药降解功能性微生物的识别,微生物降解有机磷农药污染土壤的功能基因、降解途径及降解机理;探讨了植物–微生物联合修复在有机磷农药污染土壤修复中的作用,并分析了环境因子及农药自身性质对有机磷农药降解的影响;最后,讨论了微生物降解技术存在的问题及今后研究方向。
叶央芳[6]2004年在《酰胺类除草剂苯噻草胺的微生物生态毒理研究及其降解》文中提出本论文以浙江大学华家池校区农场的水稻土为研究材料，综合运用传统及现代分子生物学手段，采用室内培养、纯培养及统计分析相结合的方法，全面探讨了酰胺类除草剂苯噻草胺对水稻田土壤的微生物生态的毒性效应，并筛选分离到几株苯噻草胺降解菌，进行了苯噻草胺降解途径的初步探讨，为建立有效的除草剂污染预警指标体系、环境质量评价及苯噻草胺降解菌的有效利用提供有益的参考。本研究所获主要结果如下： 1．以浙江大学华家池校区水稻土为材料，采用室内培养方法，系统研究了用不同浓度的外源除草剂苯噻草胺处理对淹水稻田土壤可培养微生物特别是厌氧微生物种群多样性、土壤生物活性以及酶活性动态变化过程的影响。研究结果表明：淹水条件下稻田土壤各微生物类群、土壤呼吸作用和土壤酶对不同浓度的苯噻草胺具有各自不同的反应。苯噻草胺能刺激好氧细菌数量增加，但不利于真菌和放线菌的生长。低浓度苯噻草胺刺激水解发酵性细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌数量的增加，但高浓度苯噻草胺却具有抑制性。在苯噻草胺施用第4周时可强烈刺激反硝化细菌数量的增加。苯噻草胺也能刺激厌氧固氮菌数量增加，但这种刺激作用在第2周才出现，且作用时间不长。苯噻草胺对呼吸作用的影响基本上不大。苯噻草胺刺激脱氢酶和磷酸酶的活性，抑制脲酶和蛋白酶活性，对过氧化氢酶活性基本无影响。经t-检验表明，高浓度苯噻草胺对脲酶活性的抑制作用达显着水平，所以可推荐脲酶活性变化来作为评价淹水稻田土壤苯噻草胺污染的指标。 2．在传统微生物污染生态研究基础上，运用DGGE分子指纹技术，对苯噻草胺污染条件下稻田土壤微生物种群的基因多样性进行了初步研究。通过对苯噻草胺和苯噻草胺降解菌Sphingobacterium multivorum Y1处理后的稻田土壤微生物DNA进行基因多样性的分子指纹图谱分析发现，随着培养时间的不同，各处理间的土壤微生物基因多样性出现了一定的差异。但在整个试验期间，苯噻草胺单独处理土壤对土壤微生物种群的毒害作用不明显，DGGE图谱没有明显差异，土壤微生物多样性没有明显下降，这说明水稻田中使用正常田间施用浓度的苯噻草胺不会对微生物群落结构造成较大影响，这与前2章所研究的苯噻草胺对水稻田土壤微生物和酶活性的影响结果一致，苯噻草胺是一种相对比较安全的除草剂，可以大力推广在田间使用。Y1菌株的添加能缓解苯噻草胺的负面效应，刺激其他细菌的生长，使土壤微生物的基因多样性提高。本研究是一个新的尝试，即添加Sphingobacterium multivorum Y1来修复苯噻草胺污染的环境。本试验还证明了DGGE技术是分析苯噻草胺污染土壤微生物中文摘要群落多样性变化的有力工具，为采用新的实验手段研究污染环境下土壤微生物的多样性提供参考。 3.采用Eco板测试了苯唆草胺污染条件下稻田土壤微生物群落结构的代谢指纹。结果显示，污染土壤的微生物群落结构发生了变化，微生物群落代谢剖面(AWCD)及群落丰富度、多样性指数均低于非污染土壤，表明苯唾草胺污染可导致土壤微生物群落功能多样性下降，使能利用有关碳源的微生物数量减少，从而降低了微生物对单一碳源底物的利用能力，但这种影响是短暂的，试验最终没有导致土壤微生物群落功能结构多样性下降，因此可以认为在水稻田中施用0.133雌·岁千土的苯嘎草胺是相对安全的。而且添加助几l’ngobacteriummoltivorum Yl有利于提高水稻田土壤微生物群落的功能多样性。动力学特征研究表明，3种土壤的群落代谢剖面值与培养时间之间呈非线性关系，其变化过程符合微生物种群生长动态模型(S形)。模型模拟分析表明，动力学参数a和x。能更灵敏地表征苯嘎草胺和Yl菌株处理对水稻田土壤微生物群落结构的影响。此外，在本实验中多样性指标Shannon(H)能全面而有效地指示污染环境的微生物学变化，但群落丰富度指标颜色变化孔数(S)提供的信息较片面。Biofog技术是分析苯唾草胺污染土壤微生物群落代谢多样性变化的有力工具，可用于其他农药污染环境中的土壤微生物代谢多样性研究。 4.苯唾草胺污染对应激酶活性的影响研究表明，不同浓度苯曝草胺对助ingobacteriummultivorum Yl、Eseherieh公eoli K12和Baeillus:ubrilis B19培养不同时间的SOD、CAT和ATP酶活性均有不同程度的诱导作用。本研究中苯咪草胺对微生物的SOD、CAT和ATP酶活性先激活后抑制，不同微生物的应激反应存在差异，表明苯噬草胺污染可对这3种细菌造成氧化性胁迫。SOD和CAT活性的增加是机体对抗氧化胁迫的一种适应性变化，而ATP酶在细菌抗氧化胁迫过程中也发生了一系列变化，因此SOD、CAT和ATP酶活性变化可共同间接地反映环境中有毒有害物质的存在，且能在早期作出较灵敏的指示。利用微生物体内500、CAT和ATP酶活性作为环境受到污染胁迫的分子指标具有一定的可行性。 5.从污水处理厂的活性污泥中分离纯化获得一株高效苯唾草胺降解菌，编号为Yl，能有效降解苯噬草胺，在1周内的降解率约为90%。经形态观察、生理生化分析、特征性的细胞脂肪酸成分分析、165 rDNA序列同源性比较和Biolog碳源利用分析，鉴定该菌为多食鞘氨醇杆菌(SP人ing
刘军[7]2009年在《铜对土壤中拟除虫菊酯农药主要环境行为影响及复合污染生态效应研究》文中进行了进一步梳理土壤中农药和重金属污染已成为一个严重的环境问题,而共存的重金属与农药的相互作用对环境的影响还知之甚少,对土壤环境的研究具有重要的意义。本文探讨了重金属铜对土壤中拟除虫菊酯农药吸附、迁移和降解的影响规律;从微观上探讨铜对拟除虫菊酯农药主要环境行为的影响机理,同时研究了铜与拟除虫菊酯农药复合污染对土壤酶活性和土壤微生物的影响规律。主要的创新成果如下:(1)利用振荡平衡法,研究了铜对两种典型土壤(东北黑土和江西红土)中氯氰菊酯和功夫菊酯吸附的影响规律,探讨了拟除虫菊酯农药在土壤中的吸附机理。结果表明功夫菊酯比氯氰菊酯具有更强的吸附能力。同样,黑土比红土对拟除虫菊酯农药也有更大的吸附能力。其原因为黑土比红土有更多的有机质和更大的比表面积,能够提供更多的吸附点位。随着土壤中铜的含量的增加,氯氰菊酯和功夫菊酯的吸附系数逐渐降低,这与铜跟拟除虫菊酯在土壤有机质表面的竞争吸附作用有关。(2)采用土壤薄层层析法,研究了功夫菊酯和氯氰菊酯在黑土和红土中的迁移性,并考察了不同浓度的铜对两种菊酯迁移性的影响规律。发现没有外源铜添加时,氯氰菊酯在红土和黑土中的R_f的平均值分别为0.055和0.046。与氯氰菊酯相比,功夫菊酯在两种土壤中有更弱的移动性。这两种菊酯均属于移动性很弱的农药品种。菊酯在两种土壤中的R_f也随着展开剂中铜的浓度的增大而增大,表明铜的存在有利于功夫菊酯和氯氰菊酯在土壤中的迁移。(3)研究了铜对氯氰菊酯和功夫菊酯光解、水解和土壤降解行为的影响以及降解产物及降解路径。随着pH的增加,菊酯水解加剧,铜的存在明显促进了菊酯的水解,这可能与Cu~(2+)和菊酯分子形成的配合物有关。Cu(Ⅱ)的存在促进了菊酯的光解,但可以明显抑制这两种农药的土壤降解。(4)研究了铜和拟除虫菊酯对土壤酶活性、土壤呼吸作用和土壤微生物生物量碳的影响。当土壤中添加高浓度的铜和氯氰菊酯时,铜和氯氰菊酯的交互作用抑制了土壤过氧化氢酶的活性。铜和氯氰菊酯对土壤脲酶活性有一定程度的抑制作用。铜和拟除虫菊酯农药的复合污染刺激了土壤的呼吸强度,明显减少了土壤中微生物生物量碳的含量。
张瑞福, 崔中利, 何健, 黄婷婷, 李顺鹏[8]2004年在《甲基对硫磷长期污染对土壤微生物的生态效应》文中认为研究了有机磷农药甲基对硫磷长期污染对土壤微生物的影响,结果表明:污染土壤中细菌、放线菌、真菌数量变化不大,自生固氮菌和反硝化细菌数量减少,氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌数量有所增加;与对照土壤相比,污染土壤呼吸作用下降29.93%,而氨化作用和硝化作用则增强。1g对照土壤(以干土计)中微生物总DNA提取量为(13.01±1.91)μg,污染土壤中则为(12.23±1.36)μg。
王凌[9]2006年在《海洋环境中典型有机磷污染物分析及其生态效应研究》文中进行了进一步梳理本论文以典型有机磷农药为主要研究对象,以渤海莱州湾与青岛胶州湾为主要研究海区,在运用现代分析化学手段,发展海水和近海沉积物中有机磷快速检测新技术的基础上,对特定海域有机磷污染物的含量、分布开展较为详细的研究;同时,在实验室模拟条件下研究了海洋水体中有机磷农药的生态环境行为。旨在提高对有机磷污染物检测的速度和技术水平,为研究有机磷污染物在海洋环境中的迁移、转化规律提供基础理论依据,为有机磷污染物环境风险评价提供科学依据。研究内容涉及分析化学、环境化学、污染生态学等多学科领域,相互交叉渗透,以期在海洋环境前沿交叉学科的研究方面有所突破。全文分为下述几方面:第一章对我国有机磷农药生产使用情况,有机磷农药在环境中的吸附、水解、光解、生物降解及农药与微藻的相互作用等方面的相关概念、理论和国内外研究现状进行了简要的介绍和评述。第二章,在综述了环境中有机磷的前处理和分析方法的基础上,采用现代分析手段,建立和优化了海水和沉积物中痕量有机磷检测的两种方法。首先,采用固相微萃取(SPME)技术与气相色谱-质谱(GC-MS)联用,建立了SPME-GC-MS测定海水中敌敌畏、甲基对硫磷和毒死蜱的分析方法。方法检出限在0.38～0.004μg/L之间。分析了加标海水样本,回收率和RSD分别在87.5 %～102 %、2.6 %～13.2 %之间。该方法灵敏度高、操作简便、无需有机溶剂,适合于海水样本中痕量有机磷农药的分析。其次,利用加速溶剂萃取仪(ASE)与气相色谱-质谱(GC-MS)联用,建立了ASE-GC-MS同时检测沉积物中敌敌畏、乐果、久效磷、甲基对硫磷、对硫磷、马拉硫磷、毒死蜱等7种有机磷农药的方法。采用正交实验优化了ASE的萃取条件:用体积比为1∶1丙酮和二氯甲烷的混合溶液作为提取溶
王军[10]2012年在《莠去津对土壤微生物群落结构及分子多样性的影响》文中研究表明莠去津既具有持久性有机污染物的显着特征，又属于环境激素污染物的范畴，是全球比较受关注的污染物之一。除欧盟外，莠去津仍在全球范围内大面积使用，它对土壤生态系统势必产生一定程度的影响。系统地从微生物生物量及土壤微生物的功能、结构和遗传多样性的角度考察其土壤微生物的生态效应，报道较少。本项目以莠去津为污染物，在室内模拟的条件下，开展莠去津对土壤微生物的生态毒理效应研究，采用熏蒸提取的方法确定微生物生物量变化，通过Biolog、T-RFLP和DGGE等技术手段明确莠去津对土壤微生物功能、结构和遗传多样性的影响。将传统方法和分子生物学技术相结合，从生化和分子水平上探明莠去津污染对土壤微生物的生态毒性及土壤微生物对土壤污染的响应过程及时间，为客观评价莠去津对土壤微生物的生态风险提供科学依据和技术支持。主要研究结果如下：1、通过微生物的平板计数实验，研究了土壤中0.1、1、10mg/kg叁个莠去津浓度染毒影响下土壤细菌、真菌、放线菌的数量变化，实验表明在莠去津的污染影响下，第7、14、21、28、42天土壤中的细菌、真菌、放线菌都呈现出生长受到抑制的现象。且这种抑制效应随莠去津浓度的增大而增强，表现出良好的剂量-效应关系。采用熏蒸-提取法研究了莠去津对土壤微生物生物量碳的影响，结果表明，在莠去津污染的影响下，土壤微生物生物碳量的变化趋势呈现一定的抑制效应，且与莠去津的处理浓度有关，莠去津浓度越高，抑制效应越明显。土壤微生物生物碳量的响应与莠去津处理浓度间呈现出良好的剂量-效应关系，这和莠去津污染状况下土壤微生物数量的响应变化规律是一致的。2、采用BIOLOG ECO研究了莠去津污染状况下土壤微生物功能多样性的变化，结果表明室内条件下低浓度莠去津处理土壤不会影响土壤微生物的群落的整体活性，在整个实验周期内，相对较高浓度的莠去津（10mg/kg）对土壤微生物的整体活性（AWCD）略有抑制，但在大部分时间内差异不明显。Shannon、Simpson和Mcintosh等叁种多样性指数在实验条件下的变化规律基本一致，相对较高浓度（10mg/kg）的莠去津对叁个指数均表现出轻微的抑制效应，使土壤微生物群落的丰富度降低，常见物种的优势度和物种的均一性均呈减小的表现。微生物主要利用的碳源种类水平顺序为糖类及其衍生物>代谢中间产物和次生代谢产物>脂类和脂肪酸类>氨基酸及其衍生物。3、采用PCR-DGGE技术研究莠去津污染状况下土壤微生物遗传多样性的变化，本文主要对土壤细菌、真菌和古菌的群落结构的变化规律进行了研究：（1）在莠去津污染对土壤细菌的研究中，通过泳道/条带识别分析、泳道图谱对比分析和聚类分析发现土壤样品中细菌种群受莠去津影响较小，但莠去津的浓度相对越高，其与对照处理组间的相似性和亲缘关系就相对越低；通过计算Shannon、Simpson和Mcintosh多样性指数表明，在整个实验周期内莠去津对土壤细菌的物种丰富度影响甚微，但较高浓度的莠去津却提高了常见菌群的优势度，而低浓度莠去津处理下的细菌的均匀度更好；通过切胶回收条带、连接转化和测序分析后，发现细菌DGGE条带所代表的土壤样品中优势细菌菌群主要属于5个大门类即变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、栖热菌门（Deinococcus-Thermus）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria），其中变形菌类群覆盖了α-Proteobacteria、β-Proteobacteria、γ-Proteobacteria叁大菌纲。另外，在莠去津污染条件下，土壤中的厚壁菌门（Firmicutes）的丰度明显增加。（2）在莠去津污染对土壤古菌的研究中，通过泳道/条带识别分析、泳道图谱对比分析和聚类分析发现土壤样品中古菌类群受莠去津影响较小，但莠去津的浓度相对越高，其与对照处理组间的相似性和亲缘关系就相对越低，这与细菌的响应基本一致；通过计算Shannon、Simpson和Mcintosh多样性指数表明，较高浓度的莠去津抑制了古菌类型的丰富度，并提高了常见类型的优势度，而其他处理间差异不显着。通过切胶回收条带、测序分析和构建系统进化树后，发现古菌DGGE条带所代表的土壤样品中优势古菌菌群主要属于3个大门类即泉古菌门（Crenarchaeota）、广古菌门（Euryarchaeota）、Thaumarchaeota。其中有6条条带与氨氧化古菌（AOA）及亚硝化暖菌属（Nitrososphaera）相似度极高,可见莠去津的污染刺激了这些参与氮循环的菌群的活性。（3）在莠去津污染对土壤真菌的研究中，通过泳道/条带识别分析、泳道图谱对比分析和聚类分析，发现相对较高浓度的莠去津对土壤真菌的类群存在轻微的影响；通过计算Shannon、Simpson和Mcintosh多样性指数表明，莠去津的污染对土壤真菌的物种丰富度、最常见物种的优势度已经物种的均一性均未产生明显影响。通过切胶回收条带、测序分析和构建系统进化树后，发现真菌DGGE条带所代表的土壤中真菌的主要类群有子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、不等鞭毛门（Stramenopiles）叁大门类。另外，莠去津的存在诱导了真菌中漆斑菌的活性提高或相应丰度的增加。4、采用PCR-T-RFLP技术分析莠去津对土壤中细菌群落结构的影响。结果表明：通过T-RFLP实验，可以比较直观的得到土壤中细菌的优势菌群已经土壤中菌群的变化情况。土壤中细菌在实验莠去津浓度的影响下物种多样性降低，说明在莠去津影响下土壤微生物种群的稳定性受到一定的影响而降低，但除相对较高浓度（10mg/kg）处理的Brillouin指数（H）与Shannon指数（H’）与对照相比变化较显着外（P<0.05），其他各处理组之间无明显差异。将T-RFs数据输入Phylogenetic Assignment Tool数据库进行比对，发现，图谱中占绝对优势地位的T-RFs都可以由属变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、栖热菌门（Deinococcus-Thermus）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）等门类的菌株16S rDNA酶切产生，这与细菌DGGE测序结果基本吻合。主成分分析（PCA）显示，莠去津的污染并没有对土壤微生物的类群产生较大的影响。
参考文献：
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[9]. 海洋环境中典型有机磷污染物分析及其生态效应研究[D]. 王凌. 中国海洋大学. 2006
[10]. 莠去津对土壤微生物群落结构及分子多样性的影响[D]. 王军. 山东农业大学. 2012
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