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拟除虫菊酯类农药(Pyrethroids)作为一种由人工合成模拟天然除虫菊酯的杀虫剂,它有效地克服了传统农药给环境和人类身体健康所带来的危害,凭借其毒性小、起效快、杀虫谱广、残留少等优点,目前已广泛被用于水产养殖和农业灭害中。使用较普遍的拟除虫菊酯类农药主要有溴氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯和甲氰菊酯等。溴氰菊酯(Deltamethrin,DM)是拟除虫菊酯中杀虫活性最强的一个品种。因其具有较高的生物活性,在国内是用量增长最快的农药之一。DM凭借其杀虫谱广、起效快、对哺乳动物低毒等优点,普遍应用于农业灭害、卫生除虫,其主要通过雨水冲刷、生活污水等途径进入自然水环境中,引起污染。渔业生产中常使用DM防治常见淡水鱼类体表锚头鳋、中华鳋、鱼虱等寄生虫,效果显著。随着DM用量的增加,其在养殖水域中的残留也愈来愈大,严重危害了水体环境,由于拟除虫菊酯类杀虫剂耐光、耐热,可在自然环境中残留较长时间,对鱼类等水生生物高毒,很容易导致养殖事故。因此,消除或减少DM农药在水体中的残留污染非常有必要。微生物修复具有高效、无毒、环保等优点,且易于操作,成本较低,为降低农产品和农业生产环境中的农药残留物提供了希望,如今已作为治理农药残留污染的一种有效手段。降解菌能否运用于生产实际,在外界环境中保证稳定的数量和较高的降解活性是生物修复技术亟待解决的问题。如今,诸多学者通过降解菌对蔬菜、土壤的农药残留进行生物修复的研究较为普遍。然而,淡水环境和底泥中拟除虫菊酯类农药降解菌的筛选、降解机理等方面的研究较少。作者通过富集筛选法,以DM为靶农药,采用GC对菌株降解能力进行测定,分离得到一株DM降解菌SW并进行菌种鉴定,研究温度、pH、接种量、药物初始浓度以及不同农药底物等因素对其降解特性的影响,并进一步研究此菌株对养殖淡水中DM的生物修复效果。本研究可为建立有效地去除淡水养殖环境中DM残留的微生物修复技术,保护淡水环境、治理养殖环境农药残留污染提供理论和技术支持。本文首次报道了从鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium sp.)中分离到DM降解菌,为拟除虫菊酯的生物降解提供了新的菌种资源。主要内容如下:1.采集受菊酯类农药污染菜园耕地土壤样品,以DM为唯一碳源配制无机盐培养基对土样进行增菌培养。设置不同浓度梯度的DM进行逐步驯化,从最后一次驯化培养液涂布得到的平板挑取单菌落,进行划线纯化,对在培养基上生长良好,传代稳定的不同菌株进行标记后,采用GC对菌株降解能力进行测定,筛选分离出1株菊酯农药高效降解菌SW并进行菌种鉴定,根据形态、生理生化分析及16S rRNA序列分析,初步鉴定为多食鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium multivorum)。该菌可以DM为唯一碳源生长,且高度耐受并快速降解DM。30℃、180 r·min-1摇床培养5 d,对1.0 mg·L-1的DM的降解率达76.4%。2.研究明确了菌株SW的降解特性。影响微生物降解污染物的主要因素包括微生物自身性质、农药结构以及外部环境等因素。选取pH、温度、接种量、DM添加浓度以及不同农药底物为研究因素,探究外部条件对降解菌降解率的影响,以期为其进一步研究以及今后的应用提供依据。结果表明:SW降解DM的最优条件为30℃、pH 6.0、接种量4%。在DM浓度为0.1、0.5和1.0 mg·L-1时,降解过程基本符合一级动力学方程模型,降解半衰期(T1/2)分别为4.5、2.3和2.0 d。菌株SW对拟除虫菊酯的降解谱较广泛,对0.5 mg·L-1CM、FL和FP作用5 d后的降解率分别为33%、30%和26%。3.生物修复试验中SW对养殖淡水中0.5、5.0和50μg·L-1DM作用5 d后的降解率为21.6%,26.4%和53.8%。多食鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium multivorum)SW对养殖淡水环境中的DM有一定的修复效果,是可应用于菊酯类农药污染微生物修复的降解菌资源。4.以单因素为变量分析优化了降解菌SW的最适培养基及条件:在pH为7.0左右,碳源为2.0%可溶性淀粉,氮源为1.0%酵母浸出粉,无机盐为0.5%K2HPO4,温度为35℃,转速160 r·min-1,接种量6%,菌株SW的生长量最大。