2結果與分析


2.1降解菌株的篩選與分離鑒定


從草銨膦污染的土壤中取樣,經過兩次稀釋涂布和初步的富集培養,分離純化得到1個草銨膦降解菌株,命名為C6。形態觀察結果(圖1)顯示,C6菌株菌落為光滑圓形,乳白色,直徑約為1.0 mm,邊緣整齊不透明;在100倍顯微鏡下觀察為透明,長桿狀。

以C6菌株基因組DNA為模板、27F/1492R為引物進行PCR擴增,得到長度約為1.5 kb的擴增產物。測序結果在NCBI數據庫進行blast同源比對分析,結果表明C6菌株與Delftiasp.的基因同源性最高,達96%以上。系統發育樹分析結果顯示,C6與戴爾福特菌屬(Delftiasp.)聚在一起。綜合菌落特征與16S rDNA基因序列,初步認定C6菌株為戴爾福特菌屬菌株(圖2)。

2.2 C6菌株對草銨膦的降解情況


C6菌株在接種量10%、含300 mg·L-1的草銨膦培養基中,30℃、150 r·min-1的條件下振蕩3 d,經超高效液相色譜-四級桿飛行時間質譜儀測定,C6菌株對草銨膦的降解率高達69.01%。


2.3培養基體積與氮源對C6菌株生長的影響

不同培養基體積影響C6菌株的生長,如圖3A所示,在25~200 mL的基礎鹽培養基中,C6菌株均能正常生長;在25~75 mL范圍內,C6菌株的生長呈快速上升趨勢,且體積為75 mL時,OD值達到最大,為0.136;當體積大于75 mL時,隨著基礎鹽培養基體積的增大,OD值呈下降趨勢,至200 mL時降至最低。


不同氮源培養基對C6菌株生長的影響如圖3B所示,C6菌株分別在100 mg·L-1的硝酸鈉、硝酸銨、氯化銨和硫酸銨為唯一氮源的培養基中均可以生長,但菌株的生長情況因氮源種類的不同而有差異。當氮源是硫酸銨時,C6菌株的生長處于最佳狀態,OD值最大;其次是硝酸銨,而在以硝酸鈉為氮源的培養基中,生長最差。


2.4草銨膦初始濃度與培養基初始pH值對C6菌株生長的影響


草銨膦初始濃度對C6菌株的影響,培養基中草銨膦濃度在10~200 mg·L-1的范圍內,降解菌株C6的生長速度隨濃度的增加而提高,在200 mg·L-1時達到最大值;當草銨膦初始濃度大于200 mg·L-1時,C6菌株的生長量隨著草銨膦初始濃度的增加而降低。


培養基初始pH值對C6菌株的生長影響,當培養基初始pH值在4.0~8.5間,C6菌株的生長隨著pH值的升高而升高;pH值為8.5時最有利于C6菌株的生長;當pH值大于8.5時,C6菌株的生長量快速下降。結果表明,過酸或過堿的培養基不適宜C6菌株的生長。


2.5培養溫度與菌懸液接種量對C6菌株生長的影響


C6菌株在20~45℃的范圍內均可生長,但不同溫度下生長速度有明顯差異。培養基溫度為20~25℃時,C6菌株的生長隨著溫度升高而增加,25℃時達到最大值,為0.155;當溫度大于25℃時,C6菌株的生長明顯下降,表明C6菌株生長的最適溫度為25℃。


在一定范圍內,接種量的增加可以加快C6菌株的生長速率,縮短延滯期。當接種量超過15%時,C6菌株的生長下降,表明C6菌株的適宜菌株接種量為15%。


2.6 Na+與Mg2+濃度對C6菌株生長的影響


C6菌株在Na+濃度為5~100 g·L-1的培養基中均可以生長,但生長速度有明顯不同。在50 g·L-1氯化鈉培養基中,C6菌株生長最差,在20 g·L-1氯化鈉培養基中生長最好。


C6菌株在Mg2+濃度為50~400 mg·L-1的培養基中均可以生長,但稍有差異。其中,菌株C6在200 mg·L-1氯化鎂培養基中的生長最差,在100 mg·L-1氯化鎂培養基中的生長最好。


3討論


本文從長期噴灑草銨膦的香蕉果園土壤中分離出1株微生物降解菌C6菌株,經過純化鑒定,確定其屬于戴爾福特菌屬。已有研究表明,戴爾福特菌屬在生態環境領域的降解優勢,如田爽等從長期受農藥苯磺隆污染的土壤中篩選鑒定1株降解菌株B2,B2與多株戴爾福特菌屬細菌的16S rDNA序列同源性達99%;陳思雨等從白洋淀重金屬污染土壤中獲得10個戴爾福特菌屬菌株,對高濃度Pb2+和Cr(Ⅵ)具有明顯抗性;趙曉燕等發現一株辛硫磷降解菌株戴爾福特菌D39,進一步分析機理證明降解活性部位主要是胞內酶。廖家龍等從活性污泥中發現群體感應淬滅高效菌株,其中戴爾福特菌株JL5能夠在10 h內完全降解N-己酰高絲氨酸內酯。


目前尚未見對降解草銨膦菌株的相關報道,本文首次從草銨膦污染土壤中分離出戴爾福特菌,對未來除草劑的生物降解提供了新的微生物資源。同時,試驗得出C6菌株培養最適宜條件為:培養基體積為75 mL、氮源為硫酸銨、草銨膦初始濃度200 mg·L-1、初始pH值8.5、培養溫度25℃、菌懸液接種量15%、Na+濃度20 g·L-1、Mg2+濃度為100 mg·L-1。


與此同時,本文所篩選出來的C6菌株是在特定的生長環境(香蕉園)中培養的結果,而根據現代農業的發展,單一品種的農藥不再能滿足生產的需求,往往在生產中會混合施用不同種類的農藥,多種農藥的混合施用會導致土壤中農藥殘留部分的成分逐漸復雜,這也增加了微生物降解工作的挑戰性。因此C6菌株在復雜除草劑污染環境中的降解效率等方面需要進一步的研究和探討。



香蕉果園土壤中分離的草銨膦降解菌株生長特性(一)

香蕉果園土壤中分離的草銨膦降解菌株生長特性(二)

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