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拟除虫菊酯类农药高效氯氰菊酯是目前全世界生产和销售量最大的杀虫剂之一,由此带来的环境污染问题也受到人们的普遍关注。国内外对拟除虫菊酯的微生物降解进行了较为广泛的研究,对于其主要降解途径有了初步的了解,目前尚未见到将高效氯氰菊酯完全降解或矿化的高效降解菌的研究报道。本研究应用微生物富集驯化方法,筛选、分离到三株高效氯氰菊酯降解细菌,它们可利用高效氯氰菊酯为唯一碳源与氮源生长并将其完全降解,对其生长特性、降解能力和降解机理进行研究;并对其细胞表面疏水性与降解能力之间的关系进行了探讨。主要研究内容如下:1.从农药厂的污水处理池活性污泥中,筛选获得三株能高效降解高效氯氰菊酯的细菌JC1、CH7、JCN13,通过形态学、生理生化和16S rDNA序列同源性分析,将其分别鉴定为沙雷菌属(Serratia sp. JC1)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa CH7)和沙雷菌属(Serratia sp. JCN13);其16S rDNA基因序列在GenBank中的注册号分别FJ009445、FJ009446和FJ009447.2.纯培养条件下,当接种量为0.1~0.3g/L,温度20~38℃,pH 6~9,高效氯氰菊酯25~1000mg/L时,三株菌可以有效降解高效氯氰菊酯。通过Box-behnken法设计试验,响应面分析法来优化菌株的降解条件。发现菌株JC1最优降解条件为:生物接种量:0.15g/L,温度:31℃,pH值:7.6;菌株JCN13最优降解条件为:生物接种量:0.15g/L,温度:34℃,pH值:8.0;菌株CH7最优降解条件为:生物接种量:0.15g/L,温度:29.4℃,pH值:7.0。3.运用紫外可见分光光度法(UV-Vis)、薄层层析法(TLC)、高效液相色谱(HPLC)法,气相色谱法(GC-FID)和气相色谱-质谱联用法(GC-MS)分别测定了各株菌对高效氯氰菊酯的降解率。菌株CH7在最优条件下,4天内能将100mg/L高效氯氰菊酯降解65%以上,12天能降解90%。菌株JC1在最优条件下,10天内能将100mg/L高效氯氰菊酯降解92%,12天基本完全降解。而菌株JCN13降解效率更高,4天能降解89%的高效氯氰菊酯(100mg/L),一周之内能将其基本完全降解。4.经质谱分析,发现在菌株对高效氯氰菊酯的降解过程中存在氯氰菊酯异构体的转化。菌株并不是直接将高效氯氰菊酯降解,而是将高效氯氰菊酯转化为氯氰菊酯的两个低效体,然后一同降解,这意味着高效氯氰菊酯的微生物降解和转化是同时存在的。5.在检测菌株生长和高效氯氰菊酯降解的同时,我们也绘制了菌体细胞表面疏水性随时间变化的曲线。发现沙雷菌JC1和JCN13的细胞表面疏水性与菌体生长和高效氯氰菊酯的浓度和毒性有一定相关性。菌株JCN13与菌株JC1相比,不但有较高的细胞表面疏水性,而且有较强的高效氯氰菊酯降解能力。研究结果表明高细胞表面疏水性与强的高效氯氰菊酯降解能力有直接关系。