冀玉良,劉明勤,齊家樂(lè)
(商洛學(xué)院生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院,陜西商洛 726000)
目前化學(xué)農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的過(guò)度施用以及連作導(dǎo)致的土壤自凈化能力的降低,致使農(nóng)產(chǎn)品及土壤農(nóng)藥殘留問(wèn)題日益突出[1],殘留農(nóng)藥對(duì)生態(tài)環(huán)境及人類身體健康構(gòu)成巨大的威脅。多菌靈是一種氨基甲酸甲酯類殺菌劑,其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,半衰期較長(zhǎng)[2-4],能夠持久地殘留在土壤中,過(guò)量使用不僅會(huì)改變土壤中的微生物群落結(jié)構(gòu),使土壤肥力下降,還會(huì)對(duì)土壤中的無(wú)脊椎動(dòng)物造成嚴(yán)重危害,已有研究表明,多菌靈對(duì)人的神經(jīng)細(xì)胞、生殖細(xì)胞都有毒害作用[5-6]。微生物具有強(qiáng)大的物質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化能力,將降解特定農(nóng)藥的微生物引入到污染土壤中不僅能有效降低殘留農(nóng)藥濃度,使土壤恢復(fù)健康狀態(tài),而且此方法綠色環(huán)保、不會(huì)產(chǎn)生二次污染。目前已有很多文獻(xiàn)報(bào)道篩選到了一些在搖瓶發(fā)酵中對(duì)多菌靈降解能力較強(qiáng)的菌株,然而這些菌株在盆栽尤其是在田間試驗(yàn)中的降解效果并不理想[1],其原因可能與菌株不能耐受土壤復(fù)雜的生境有關(guān)。本研究采用唯一碳源富集培養(yǎng)和平板劃線純化法,從商州區(qū)劉灣長(zhǎng)期使用多菌靈的蔬菜種植基地土壤中篩選對(duì)多菌靈具有高效降解能力的降解菌株,并研究其生理生化特性、生長(zhǎng)特性和耐鹽性以及不同條件對(duì)菌株降解多菌靈效果的影響,為解決土壤中農(nóng)藥多菌靈的殘留問(wèn)題提供有效功能菌和科學(xué)依據(jù)。
1.1.1 樣品和藥劑
供試土壤樣品:采自商州區(qū)劉灣長(zhǎng)期使用多菌靈的連作蔬菜基地。
多菌靈標(biāo)準(zhǔn)品(純度98%)和測(cè)多菌靈殘留量標(biāo)準(zhǔn)試劑:購(gòu)自陜西楊凌賽齊曼生物科技有限公司。
1.1.2 培養(yǎng)基
富集培養(yǎng)基:NaCl 1.000 g,K2HPO41.500 g,KH2PO40.500 g,MgSO4·7H2O 0.200 g,蒸餾水1000 mL,pH7.0~7.2,121.3 ℃滅菌 25 min。(按需要量加入多菌靈)
分離純化培養(yǎng)基:NaCl 1.000 g,K2HPO41.500 g,KH2PO40.500 g,MgSO4·7H2O 0.200 g,(NH4)2SO42.000 g,瓊脂 16~20 g,蒸餾水 1000 mL。(按需要量加入多菌靈)
降解試驗(yàn)用培養(yǎng)基:配方同分離純化培養(yǎng)基(不含瓊脂),多菌靈加入所需要的量。
牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基:NaCl 5 g,牛肉膏3 g,蛋白胨 10 g,瓊脂 16~20 g,蒸餾水 1000 mL。
1.2.1 多菌靈降解菌株的分離
在250 mL 裝有100 mL 富集培養(yǎng)基(含多菌靈濃度為50 mg·L-1)的三角瓶中,加入5 g 新鮮土樣,于 30 ℃ ,150 r·min-1條件下?lián)u床培養(yǎng) 5 d,吸取5 mL 上清液接入100 mL 多菌靈濃度提高到100 mg·L-1的富集培養(yǎng)基中,于相同條件下培養(yǎng)5 d,如此按每次增加100 mg·L-1的多菌靈濃度進(jìn)行富集培養(yǎng),直至多菌靈濃度增加到600 mg·L-1。取最后一次的富集培養(yǎng)液進(jìn)行梯度稀釋,取10-8~10-10稀釋度的稀釋液涂布于分離純化培養(yǎng)基平板上(含多菌靈濃度為 200 mg·L-1),于 30 ℃培養(yǎng)4 d 后,用接種針挑取形態(tài)和顏色各異、菌落比較大的菌株,在分離純化培養(yǎng)基平板上進(jìn)行劃線分離,30 ℃培養(yǎng),如此連續(xù)分離5 次得到純種菌株,轉(zhuǎn)入牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基斜面,保存于 4 ℃冰箱[7]。
1.2.2 多菌靈降解菌株的降解能力測(cè)定和篩選
多菌靈降解率的測(cè)定采用紫外分光光度法[8]。因?yàn)橛脝我坏淖畲笪詹ㄩL(zhǎng)測(cè)定多菌靈含量結(jié)果偏高,本研究引進(jìn) 278、281、290 nm 三波長(zhǎng)測(cè)定吸光度,按照多菌靈標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作步驟,測(cè)定不同含量多菌靈的三波長(zhǎng)校正吸光度ΔA=[A281-(A279+A290)/2],以校正吸光度ΔA 為縱坐標(biāo),多菌靈的含量為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線;測(cè)定降解液校正吸光度,根據(jù)曲線的回歸方程求出降解液多菌靈濃度,計(jì)算降解率。
多菌靈降解菌株的篩選,配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基50 mL 于250 mL 三角瓶中,接種分離菌株,在 30℃、150 r·min-1搖床培養(yǎng) 24 h 制好種子液。按5%的接種量分別接種種子液到裝有250mL、分別含多菌靈 100 mg·L-1和 200 mg·L-1的降解培養(yǎng)基中,以不接菌處理作為對(duì)照,30 ℃,150 r·min-1培養(yǎng)5 d,取降解培養(yǎng)液測(cè)定校正吸光度ΔA,計(jì)算多菌靈殘留濃度和降解率,篩選出多菌靈降解菌。
多菌靈降解率計(jì)算公式為Z=[(A-B)/A]×100%。式中,Z 為降解率(%);A 為未接菌降解試驗(yàn)用培養(yǎng)基中多菌靈濃度(mg·L-1);B 為接菌培養(yǎng)后降解試驗(yàn)用培養(yǎng)基(降解液) 中多菌靈濃度(mg·L-1)。
1.2.3 多菌靈降解菌株的形態(tài)及生化鑒定
將分離篩選到的多菌靈高效降解菌株劃線接種在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基平板,30 ℃培養(yǎng)48 h,觀察其菌落形態(tài),做菌體涂片進(jìn)行革蘭氏染色鑒定。生理生化鑒定部分參照文獻(xiàn)[1,9]進(jìn)行。
1.2.4 多菌靈降解菌的生長(zhǎng)特性與耐鹽性
1)菌株生長(zhǎng)曲線
取保藏菌株轉(zhuǎn)接斜面,30℃培養(yǎng)18h 復(fù)壯后,接入牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基搖菌管中,30℃,150 r·min-1培養(yǎng)16 h,至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,取出放入冰箱作為接種母液。制備100mL牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基,按照2%接種量接種,30 ℃,150 r·min-1搖瓶培養(yǎng),定時(shí)從搖瓶中取樣,測(cè)定600 nm 波長(zhǎng)處的吸光值,以時(shí)間為橫坐標(biāo),OD600為縱坐標(biāo)繪制生長(zhǎng)曲線圖。
2)菌株耐鹽濃度范圍
取5 瓶100 mL 牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基,以5%的接種量接入對(duì)數(shù)期種子液,分別調(diào)節(jié)培養(yǎng)基含 NaCl 含量為 1%,2%,3%,4% 和 5%,30 ℃,150 r·min-1培養(yǎng) 28 h,從每瓶中取樣,測(cè)定培養(yǎng)基600 nm 波長(zhǎng)處的吸光值。以鹽濃度為橫坐標(biāo),OD600為縱坐標(biāo)繪制生長(zhǎng)的耐鹽濃度范圍圖。
1.2.5 多菌靈降解菌對(duì)多菌靈的降解特性
1)溫度對(duì)多菌靈降解的影響
取5 瓶100 mL 降解試驗(yàn)培養(yǎng)基,多菌靈濃度 200 mg·L-1,調(diào)節(jié) pH 為 6.0,以 5%的接種量接入處于對(duì)數(shù)期種子液,分別在20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃下,150 r·min-1搖床培養(yǎng),72 h 后取樣檢測(cè)多菌靈的降解率。
2)pH 對(duì)多菌靈降解的影響
取5 瓶100 mL 降解試驗(yàn)培養(yǎng)基,多菌靈濃度200 mg·L-1,調(diào)節(jié)初始 pH 分別為 4.0、5.0、6.0、7.0、8.0,以5%的接種量接入對(duì)數(shù)期種子液,30 ℃、150 r·min-1條件下培養(yǎng),72 h 后取樣檢測(cè)多菌靈的降解情況。
3)接種量對(duì)多菌靈降解的影響
取5 瓶100 mL 降解試驗(yàn)培養(yǎng)基,多菌靈濃度 200 mg·L-1,調(diào)節(jié) pH 為 6.0,分別以 1%、3%、5%、7%、9%的接種量接入對(duì)數(shù)期種子液,30 ℃、150 r·min-1條件下培養(yǎng),72 h 后取樣檢測(cè)分析培養(yǎng)液中的多菌靈濃度。
4)初始濃度對(duì)多菌靈降解的影響
取5 瓶100 mL 降解試驗(yàn)培養(yǎng)基,添加不同量的多菌靈,使其濃度分別為 100、150、200、250、300 mg·L-1,調(diào)節(jié) pH 為 6.0,按 5%的接種量接入對(duì)數(shù)期種子液,30 ℃、150 r·min-1搖床培養(yǎng),每隔24 h 取樣檢測(cè)篩選的菌株對(duì)多菌靈的降解量。
5)外加碳源和氮源對(duì)多菌靈降解的影響
測(cè)氮源對(duì)多菌靈降解的影響時(shí),在含多菌靈為 200 mg·L-1的 250 mL 降解試驗(yàn)培養(yǎng)基中添加1%的酵母浸粉; 測(cè)碳源影響時(shí),在含多菌靈為200 mg·L-1的 250 mL 降解試驗(yàn)培養(yǎng)基中添加 1%的葡萄糖;同時(shí)測(cè)碳氮源的共同影響,另外以同樣量不添加酵母浸粉和葡萄糖的降解試驗(yàn)培養(yǎng)基做對(duì)照(此即多菌靈為唯一碳氮源)[10-12]。按5%接種量接入對(duì)數(shù)期種子液,調(diào)節(jié)pH 為6.0,30 ℃、150 r·min-1搖床培養(yǎng),每間隔 12 h 取樣 1 次,檢測(cè)篩選菌株對(duì)多菌靈的降解量。
1.2.6 多菌靈降解菌株耐受其他農(nóng)藥檢測(cè)
土壤環(huán)境是復(fù)雜的,往往不只有一種農(nóng)藥,活的菌株能否在土壤中定殖決定于其是否能夠耐受土壤復(fù)雜環(huán)境中的多重不利因素,因此進(jìn)一步檢測(cè)多菌靈降解菌株對(duì)氯氰菊酯(中保殺蟲),百菌清(青島奧的斯),吡蟲啉(淄博新農(nóng)基比巧),啶蟲脒(深圳諾普信),腐霉利(江西禾益化工) 及氧化樂(lè)果 6 種農(nóng)藥[13]的耐受能力。配制牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基,待冷卻至 60 ℃后按農(nóng)藥終濃度 0.2%分別加入各農(nóng)藥,混合均勻后傾制平板。在各個(gè)農(nóng)藥平板上劃線接種多菌靈降解菌株,30 ℃培養(yǎng)72 h,觀察菌株在平板上的生長(zhǎng)情況。
經(jīng)逐級(jí)富集培養(yǎng)、觀察菌株在固體分離培養(yǎng)基上出現(xiàn)的菌落和透明圈,分離到14 株菌能夠在以多菌靈為唯一碳源的培養(yǎng)基上生長(zhǎng),菌株編號(hào)分別為 D-1,D-2,D-3,…,D-14。
按照制作多菌靈標(biāo)準(zhǔn)曲線的步驟,測(cè)定不同含量多菌靈的三波長(zhǎng)校正吸光度△A,△A=[A281-(A278+A290)/2],以校正吸光度△A 為縱坐標(biāo),多菌靈的含量為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[8]。在 0~50 μg 濃度范圍內(nèi),曲線的回歸方程為Y=-0.00024+0.00427X(μg),Y 為校正吸光度△A,相關(guān)系數(shù) R2=0.9991,說(shuō)明本研究線性關(guān)系良好,靈敏度較高。使用此公式需對(duì)降解液進(jìn)行約2000 倍稀釋才能在檢測(cè)有效范圍內(nèi),雖然增加了稀釋可能帶來(lái)的誤差,但可快速簡(jiǎn)便的篩選出多菌靈的高效降解菌株。
將分離到的14 株菌接入多菌靈初始濃度為100 mg·L-1的降解培養(yǎng)基中進(jìn)行初篩,30 ℃,搖150 r·min-1下培養(yǎng) 5 d,測(cè)定降解液的三波長(zhǎng)校正吸光度,代入標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程,計(jì)算多菌靈濃度和降解率,結(jié)果如表1 所示。從表1 中可以看出,14株菌的降解效果存在顯著差異,D-1、D-4、D-6、D-7、D-9 菌株降解多菌靈的能力較強(qiáng),降解率分別為69.63%、81.37%、28.35%、45.74%、53.91%。
表1 初篩14 株菌對(duì)多菌靈的降解效果
再將降解多菌靈能力較強(qiáng)的5 株菌D-1、D-4、D-6、D-7、D-9 接種到多菌靈初始濃度為 200 mg·L-1降解培養(yǎng)基進(jìn)行復(fù)篩,30 ℃,150 r·min-1下培養(yǎng) 5 d,測(cè)降解液的三波長(zhǎng)校正吸光度計(jì)算多菌靈的降解情況,如表2 所示。從表2 可以看出,5 株菌在多菌靈濃度升高后仍具有較強(qiáng)的降解能力,但降解率差異顯著。D-4 菌株降解率達(dá)(71.93±0.56a)%,明顯強(qiáng)于 D-1、D-6、D-7、D-9 菌株的降解效果,D-6菌株對(duì)多菌靈的降解率最低,為(12.08±0.39e)%。對(duì)照表1 初篩測(cè)定結(jié)果還可以看出,5株菌在多菌靈為 200 mg·L-1和 100 mg·L-1的初始濃度下,對(duì)多菌靈降解率高低順序一致。
表2 復(fù)篩5 株菌對(duì)多菌靈的降解效果
將分離純化得到的多菌靈高效降解菌株D-4接種在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基平板上培養(yǎng),其在平板培養(yǎng)基上生長(zhǎng)緩慢,培養(yǎng)18~24 h 觀察,菌落呈白色、不透明、圓形、隆起、表面光滑,濕潤(rùn),邊緣完整。革蘭氏染色結(jié)果呈陽(yáng)性。其生理生化特征見(jiàn)表3。從菌株的生理生化特性看,該菌呈陰性的指標(biāo)較多,尤其是對(duì)有機(jī)碳源利用范圍較窄,基本不利用氨基酸,這有利于它對(duì)多菌靈為唯一碳氮源的利用。另外能利用無(wú)機(jī)鹽和無(wú)機(jī)氮,且能分解產(chǎn)生H2S 等,可能與該菌分解能力強(qiáng)有關(guān)。
表3 菌株D-4 的生理生化特性
如圖 1 和圖 2 所示,D-4 菌株以 2% 接種量接種,30 ℃,150 r·min-1培養(yǎng),于 16 h進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,大約在 28 h 進(jìn)入平穩(wěn)期,平穩(wěn)期可一直維持至 48 h。耐鹽性測(cè)試表明,D-4 菌株在NaCl 濃度 1%~3%均可正常生長(zhǎng)。
圖1 D-4 菌株的生長(zhǎng)曲線
圖2 D-4 菌株生長(zhǎng)鹽濃度
2.5.1 溫度、 初始pH 對(duì)D-4 菌株降解多菌靈的影響
從圖3 溫度對(duì)D-4 菌株降解多菌靈的影響可以看出,菌株的溫度適應(yīng)范圍較寬,在較低溫度范圍內(nèi),隨著溫度升高菌株對(duì)多菌靈的降解率一直增加,當(dāng)溫度增加到30 ℃時(shí)降解率達(dá)到最大值68.65%,此后隨著溫度的增加降解率逐漸下降,到 40 ℃時(shí)降低到 29.84%; 圖 4 初始 pH 對(duì)D-4 降解多菌靈的影響結(jié)果表明,在pH 較低時(shí),D-4 對(duì)多菌靈的降解率不高,pH 為4.0 時(shí),降解率僅為23.71%,隨著pH 增大,降解率增加明顯,pH 為6.0 時(shí)降解效果最好,降解率達(dá)66.38%。但當(dāng)pH 大于6 以后,D-4 對(duì)多菌靈的降解率就急劇下降,這是因?yàn)槎嗑`在接近堿性的條件下溶解度減小容易析出,從而減少了降解菌株與多菌靈接觸的機(jī)會(huì)。
圖3 溫度對(duì)D-4 菌株降解多菌靈的影響
圖4 pH 對(duì)D-4 菌株降解多菌靈的影響
2.5.2 接種量對(duì)D-4 菌株降解多菌靈的影響
如圖5,在1%~5%的接種量范圍內(nèi),D-4菌株對(duì)多菌靈的降解率隨接種量的增加而增大,當(dāng)接種量為5%時(shí),其降解率達(dá)到65.82%。當(dāng)接種量超過(guò)5%以后,菌株D-4 對(duì)多菌靈的降解率趨于穩(wěn)定,隨后漸漸降低。考慮到實(shí)際應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)效益,選5%的接種量降解效果最佳。
圖5 D-4 菌株接種量對(duì)多菌靈降解的影響
2.5.3 初始濃度對(duì)D-4 菌株降解多菌靈的影響
圖6 表明,菌株D-4 對(duì)不同濃度多菌靈都具有一定的降解效果,且濃度不同,降解效果差異較大。在多菌靈起始濃度較低時(shí),D-4 菌株對(duì)多菌靈的降解迅速。當(dāng)多菌靈濃度為100 mg·L-1和 150 mg·L-1時(shí),測(cè)得多菌靈濃度幾乎接近直線下降,120 h 后多菌靈濃度分別降至 10.63 mg·L-1和 20.57 mg·L-1,降解率分別為 89.37%和86.29%。當(dāng)起始多菌靈濃度較高時(shí),開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi),多菌靈降解較慢,特別是多菌靈濃度為300 mg·L-1時(shí),開(kāi)始70 h 內(nèi)多菌靈降解很少,隨后降解開(kāi)始明顯增加??梢?jiàn)隨著多菌靈濃度的增大,菌株D-4對(duì)多菌靈的降解受到抑制或者需要較長(zhǎng)一段的適應(yīng)期。120 h 后,200、250、300 mg·L-1的多菌靈分別降至 35.64、94.31、140.57 mg·L-1,降解率分別為82.18%、62.28%和53.14%。
圖6 初始多菌靈濃度對(duì)菌株降解多菌靈的影響
2.5.4 外加碳源、氮源對(duì)D-4 菌降解多菌靈的影響
如圖7,在以多菌靈為唯一碳氮源的對(duì)照培養(yǎng)中,84 h 后多菌靈濃度從 200 mg·L-1降至55.83 mg·L-1,降解率為 72.09%。而以多菌靈為唯一氮源,補(bǔ)加葡萄糖作碳源、以多菌靈為唯一碳源,補(bǔ)加酵母浸粉為氮源和在同時(shí)添加葡萄糖和酵母浸粉的情況下,多菌靈濃度由200 mg·L-1分別降至 32.65、26.34、19.17 mg·L-1,降解率分別為83.68%、86.83%和90.42%,較對(duì)照分別提高了11.59%、15.26%和18.33%。由此可見(jiàn),葡萄糖和酵母浸粉對(duì)多菌靈的降解有顯著的促進(jìn)作用。
圖7 碳源和氮源對(duì)菌株降解多菌靈的影響
考慮到土壤環(huán)境的復(fù)雜性,它往往不只有一種農(nóng)藥,活的菌株能否在土壤中定殖決定于其是能夠耐受土壤復(fù)雜環(huán)境中的多重不利因素,因此本研究進(jìn)一步檢測(cè)了多菌靈降解菌株對(duì)氯氰菊酯(中保殺蟲),百菌清(青島奧的斯),吡蟲啉(淄博新農(nóng)基比巧),啶蟲脒(深圳諾普信),腐霉利(江西禾益化工)及氧化樂(lè)果 6 種農(nóng)藥的耐受能力。結(jié)果表明,多菌靈降解菌株D-4 還可以分別在濃度為 0.2%的百菌清、氯氰菊酯、啶蟲脒、腐霉利、吡蟲啉及氧化樂(lè)果 6 種農(nóng)藥平板上生長(zhǎng),對(duì)這些農(nóng)藥具有一定耐受性。土壤環(huán)境是復(fù)雜的,可能有多重不利因素,尤其是長(zhǎng)期連作棚室土壤,往往不只使用一種農(nóng)藥。所以該菌株的多重適應(yīng)性是其實(shí)際應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。
本研究從商州區(qū)劉灣長(zhǎng)期使用多菌靈的連作蔬菜基地土壤中分離到14 株能以多菌靈作為唯一碳氮源生長(zhǎng)的多菌靈降解菌株,篩選出的菌株D-4 對(duì)多菌靈具有高效降解能力,在含多菌靈100mg·L-1和200mg·L-1的基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基中培養(yǎng) 5 d,對(duì)多菌靈降解率分別可達(dá)到81.37%和71.9 3%。該菌株生長(zhǎng)和降解多菌靈的鹽濃度、pH 和溫度范圍比較寬泛,最適條件為 pH 值 6.0,溫度 30 ℃,接種量5%。初始多菌靈濃度越高,開(kāi)始時(shí)菌株D-4對(duì)多菌靈降解率越低,但隨著時(shí)間延長(zhǎng),降解率逐步升高。添加少量葡萄糖、酵母浸提液作額外碳氮源時(shí)可促進(jìn)菌株 D-4 對(duì)多菌靈的降解,與不添加額外碳氮源相比降解率提高了18.33%。研究還發(fā)現(xiàn)該菌株對(duì)農(nóng)業(yè)上常用的其他6 種農(nóng)藥氯氰菊酯,百菌清,吡蟲啉,啶蟲脒,腐霉利及氧化樂(lè)果也具有耐受性。研究結(jié)果表明菌株D-4 在農(nóng)藥污染土壤修復(fù)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
根據(jù)同類研究報(bào)道,采用的農(nóng)藥初始濃度和培養(yǎng)時(shí)間不同,篩選出的降解菌對(duì)多菌靈的降解效率差異較大,大部分降解菌對(duì)低濃度多菌靈都具有較好的降解效果,但在高濃度條件下,降解率則顯著降低[13-15]。本研究也發(fā)現(xiàn)相同的現(xiàn)象,初始多菌靈濃度越高,開(kāi)始時(shí)菌株D-4 對(duì)多菌靈降解率越低,但不同的是,隨著時(shí)間延長(zhǎng),菌株D-4對(duì)多菌靈的降解率就會(huì)逐步升高。這一現(xiàn)象說(shuō)明,在高濃度的多菌靈條件下,菌株有一段相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間的適應(yīng)期,經(jīng)過(guò)這一段時(shí)期后,細(xì)胞內(nèi)誘導(dǎo)出了更多的降解酶,因此降解率也能達(dá)到較高水平,這說(shuō)明降解菌D-4 降解多菌靈的能力是可以馴化提高的,這也是本研究中采取逐級(jí)富集馴化培養(yǎng)來(lái)分離篩選多菌靈降解菌的根據(jù)。該現(xiàn)象對(duì)實(shí)際污染土壤的修復(fù)也有重要啟示:即應(yīng)在土壤中多菌靈殘留不多的情況下就接種降解菌進(jìn)行修復(fù),因?yàn)槎嗑`殘留濃度越高,就需要更長(zhǎng)時(shí)間才能降解。
與初始多菌靈濃度相聯(lián)系,菌株的接種量也要達(dá)到一定量的要求,才能提高多菌靈的降解率[16-17]。本研究中,當(dāng)多菌靈含量為200 mg·L-1時(shí),菌種接種量為 5%,pH 值為 6.0,30 ℃,150 r·min-1條件下培養(yǎng)72 h,降解率比其他接種量都高,達(dá)到65.82%。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),存在著水肥營(yíng)養(yǎng)因素、其他微生物的相互影響和其他各種類型的農(nóng)藥殘留,其土壤 pH、 溫度及土壤鹽分也發(fā)生著周期性變化。因此在多菌靈降解菌的篩選和研究開(kāi)發(fā)中,需要進(jìn)一步研究功能菌對(duì)其他各種微生物和其他類型農(nóng)藥的耐受性[18]。從報(bào)道看,部分研究篩選的菌株對(duì)發(fā)揮生物學(xué)作用的條件要求也較為苛刻,所以需要篩選能滿足大田粗放條件下的高效降解菌株。
目前已發(fā)現(xiàn)具有降解多菌靈能力的微生物涵蓋了細(xì)菌、真菌及放線菌,其中以變形菌綱微生物居多[19-20]。本研究對(duì)篩選到的降解菌將進(jìn)一步用16S rDNA 序列分析鑒定,以確定其種屬和發(fā)育地位,進(jìn)一步進(jìn)行理論研究,同時(shí)開(kāi)展應(yīng)用研究,將篩選到的高效降解菌株應(yīng)用到污染土壤的修復(fù)中。