农药是指一类人工合成的用于预防、消灭或者控制农业、林业中危害其发展的病、虫、草和其他有害生物的混合物及其制剂,它是保证农产品稳产、增产的关键。然而施放在田间的大部分农药不能被环境的自净能力及时清除,从而导致环境被农药严重污染,进而危害人和动物的健康,并破坏生态系统的稳定。在农药污染日益严重的情况下,农药污染的生物修复技术应运而生,在农药污染的环境修复中起到了至关重要的作用。农药污染一方面表现在收获的农产品上农药残留的污染。目前,国际上对微生物降解农药的研究主要集中在分离筛选农药降解菌株及其代谢途径上,难以走出实验室应用到降解农产品表面的农药残留上。本研究利用大肠杆菌蛋白表达系统诱导出大量有活性的菊酯降解蛋白PytH,并将其制成能够降解多种拟除虫菊酯类农药的酶制剂产品。本研究将粗酶酶制剂和纯酶酶制剂施用于生菜叶子表面来探究其对叶片表面甲氰菊酯农药残留的降解情况。在实验过程中,我们采用两种施用酶制剂的方式,一种是直接将酶制剂喷洒在叶子表面,一种是将叶子充分浸泡在含有酶制剂的磷酸缓冲液中。结果显示,粗酶酶制剂组用喷洒和浸泡两种方式处理叶子后,叶子表面甲氰菊酯的降解率分别是61.81%和50.97%。纯酶酶制剂一组,随着纯酶酶制剂用量的不断增加,叶子表面甲氰菊酯的降解率不断提高,最高可达到76.78%。从结果来看,不管是纯酶酶制剂组还是粗酶酶制剂组,酶制剂对甲氰菊酯的最大降解率均超过50%,这说明PytH粗酶酶制剂和纯酶酶制剂在降解甲氰菊酯农药残留方面具有一定的优势和发展前景。另一方面,农药污染表现在土壤和水体中的农药残留的污染,而被污染的土壤和水体中农药的种类是多种多样的,其中以拟除虫菊酯类农药、有机磷农药、有机氯农药以及氯代酰胺类农药为主。目前,已经报道的农药降解菌株底物谱一般较窄,无法满足复合型农药污染生物修复的需求。因此,本研究还在恶臭假单胞菌P. putidaKT2440的基础上,构建了一株能够同时降解四种农药的多功能工程菌P. putida KT-pmca,来应对多种农药混合污染这一现状。该菌株是将菊酯类农药降解基因pytH.甲基对硫磷降解基因mpd.百菌清降解基因chd以及氯代酰胺类农药降解基因ampA这四个基因通过同源重组的方法整合到P. putida KT2440的染色体上得来的。该农药降解工程菌P. putida KT-pmca的构建,为混合农药污染的环境修复打下坚实的基础。随后,我们通过水解圈实验、紫外扫描检测、以及高效液相色谱检测验证了这株工程菌的确能够同时降解拟除虫菊酯、有机磷、有机氯、氯代酰胺这四类农药,并且降解效果较为明显。随着农田中农药使用量的不断增加,农药残留必定会越来越严重,这将进一步威胁到生态系统的稳定和人类的身体健康。本研究对降解拟除虫菊酯类农药的酶制剂产品进行了初步的研究,并构建了一株能够降解多种农药的多功能基因工程菌P. putida KT-pmca,这为进一步研究农药污染的生物修复奠定了坚实的基础。