微生物降解農(nóng)藥-在線瀏覽
2025-05-25 03:32本頁面
【正文】 真菌、梭狀芽孢桿菌、埃希氏菌、大腸桿菌、生孢梭菌等對硫磷大腸桿菌、芽孢桿菌七 果假單胞菌2,4,5T無色桿菌、枝動桿菌 細菌降解農(nóng)藥的本質(zhì)是酶促反應(yīng)[13～15]，即化合物通過一定的方式進入細菌體內(nèi)，然后在各種酶的作用下，經(jīng)過一系列的生理生化反應(yīng)，最終將農(nóng)藥完全降解或分解成分子量較小的無毒或毒性較小的化合物的過程。第一種酶是A tzA，催化莠去津水解脫氯的反應(yīng)，得到無毒的羥基莠去津，此酶是莠去津生物降解的關(guān)鍵酶；第二種酶是A tzB，催化羥基莠去津脫氯氨基反應(yīng)，產(chǎn)生N－異丙基氰尿酰胺；第三種酶是A tzC，催化N－異丙基氰尿酰胺生成氰尿酸和異丙胺。微生物所產(chǎn)生的酶系，有的是組成酶系，如門多薩假單胞菌DR－8對甲單脒農(nóng)藥的降解代謝，產(chǎn)生的酶主要分布于細胞壁和細胞膜組分[5]；有的是誘導(dǎo)酶系，如王永杰等 [17]得到的有機磷農(nóng)藥廣譜活性降解菌所產(chǎn)生的降解酶等。但是，降解酶在土壤中容易受非生物變性、土壤吸附等作用而失活，難以長時間保持降解活性，而且酶在土壤中的移動性差[8]，這都限制了降解酶在實際中的應(yīng)用。通過質(zhì)粒上的基因與染色體上的基因的共同作用，在微生物體內(nèi)把農(nóng)藥降解。 微生物在農(nóng)藥轉(zhuǎn)化中的作用（1）礦化作用它們可以作為微生物的營養(yǎng)源而被微生物分解利用，生成無機物、二氧化碳和水。 （2）共代謝作用如門多薩假單胞菌DR8菌株降解甲單脒產(chǎn)物為2,4－二甲基苯胺和NH3，而DR8菌株不能以甲單脒作為碳源和能源而生長，只能在添加其他有機營養(yǎng)基質(zhì)作為碳源的條件下降解甲單脒，且降解產(chǎn)物未完全礦化，屬于共代謝作用類型[5]。由于共代謝作用而推動的頑固性人工合成化合物的降解一般進行的較慢，而且降解程度很有限，參與共代謝作用的微生物不能從中獲得碳源和能源，但是自然界中還是廣泛存在著大量的具有共代謝功能的微生物，它們可以降解多種類型的化合物?！ ?微生物降解農(nóng)藥的生化反應(yīng)[10，12] 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 水解反應(yīng) 縮合和共軛形成 應(yīng)該指出，在微生物降解農(nóng)藥時，其體內(nèi)并不只是進行單一的反應(yīng)，多數(shù)情況下是多個反應(yīng)協(xié)同作用來完成對農(nóng)藥的降解過程，如好氧條件下鹵代芳烴的生物降解，其鹵素取代基的去除主要通過兩個途徑發(fā)生：在降解初期通過還原、水解或氧化去除鹵素；生產(chǎn)芳香結(jié)構(gòu)產(chǎn)物后通過自發(fā)水解脫鹵或β－消去鹵化烴[6]。很多試驗都已經(jīng)證明，不同的微生物種類或同一種類的不同菌株對同一有機底物或有毒金屬的反應(yīng)都不同[5，17，23，24]。微生物降解本身的功能特性和變化也是最重要的因素。農(nóng)藥結(jié)構(gòu)的影響 農(nóng)藥化合物的分子量、空間結(jié)構(gòu)、取代基的種類及數(shù)量等都影響到微生物對其降解的難易程度[25～28]。陳亞麗等 [22]在試驗中發(fā)現(xiàn)，凡是苯環(huán)上有－OH或－NH2的化合物都比較容易被假單胞菌WBC3所降解，這與苯環(huán)的降解通常先羥化再開環(huán)的原理一致。 自然界中的微生物通?？梢越到馓烊划a(chǎn)生的有機化合物，如木質(zhì)素、纖維素物質(zhì)等，從而促進地球的物質(zhì)循環(huán)和平衡。盡管某些危險性化合物在自然界中可能會經(jīng)自然形成的微生物群體的協(xié)同作用而緩慢降解，但這對微生物世界來說仍然是一個新的挑戰(zhàn)。因此，研究一些可以使微生物群體在較短的時間內(nèi)獲得最大降解生物異源物質(zhì)能力的方法非常重要和迫切。環(huán)境因素的影響 環(huán)境因素包括溫度、酸堿度、營養(yǎng)、氧、底物濃度、表面活性劑等[10，30～33]。他們所研究的微生物或其產(chǎn)生的酶系都有一個適宜的降解農(nóng)藥的溫度、pH及底物濃度，這與Thomas 等 [31]、Donna Chaw 等[26]的研究結(jié)果一致。Hundt 等 [30]調(diào)查了biaryl化合物在土壤中和堆肥中被細菌Ralstonia和Pickettii的降解和礦化情況。Kastner等 [35]認為，在堆肥與被多環(huán)芳烴污染的土壤混合的情況下，堆肥中有機基質(zhì)含量對于農(nóng)藥降解的作用要大于堆肥中生物的含量對于農(nóng)藥降解的作用；營養(yǎng)對于以共代謝作用降解農(nóng)藥的微生物更加重要，因為微生物在以共代謝的方式降解農(nóng)藥時，并不產(chǎn)生能量，須其他的碳源和能源物質(zhì)補充能量[12]。也有研究指出在好氧條件下，有的厭氧細菌也可以代謝一些化合物[6]。這一切都為人工創(chuàng)造“超級農(nóng)藥降解菌”提供了必要的條件。同時，因為微生物降解農(nóng)藥的本質(zhì)是酶促反應(yīng)，所以，有人直接提取微生物合成的酶系來離體進行農(nóng)藥等有機化合物污染物的降解研究[15]。因為單個微生
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