科技前沿讲座

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1、微生物降解有机磷农药的研究进展［摘要］大量研究表明利用微生物对环境中有机磷农药的净化处理是行之有效的。文章将从有机磷农药降解菌的分离、基因工程菌的构建以及降解机理等几个方面阐述微生物降解有机磷农药的研究进展，并概括了微生物降解有机磷农药的几个主要的研究方向。揭示了微生物降解有机磷农药的途径，该成果对控制和消除有机磷农药的污染，促进农业丰收将起到积极作用。［关键词］有机磷农药降解微生物基因工程菌1引言有机磷农药（Organophosphates,简称OPS）一直是国内外广泛生产和使用的农药产品，其产品已达上百种

2、。国内广泛使用的约有30种，其中80%以上是剧毒农药如甲胺磷、甲基对硫磷、对硫磷、久效磷、敌敌畏等。有机磷农药的广泛使用无疑大大促进了农业生产，但同时该类农药的大量生产和使用，造成了严重的环境污染，已经危及到人们的生存以及可持续发展。而且导致农产品农药残留超标，引发食品安全问题而制约我国的农产品出口。因此迫切需要建立一种有效方法用于治理环境污染以及去除农产品的农药残留。大量研究表明微生物对环境中有机磷农药的降解起到重要作用，利用微生物及其产生的降解酶对环境中有机磷农药的净化处理是行之有效的，并显示出良好的应用

3、前景。本文将从有机磷农药降解菌的分离、基因工程菌的构建以及降解机理等几个方面简述近年来国内外利用微生物降解有机磷农药的研究。,2有机磷农药高效降解菌株的筛选获取有机磷农药有效降解菌的主要途径是从受该有机磷农药污染的土壤、水体底泥或者生产车间的排水道、污水处理厂出口的污泥等受污染的环境介质中筛选、驯化、富集和分离鉴定。从土壤中采样一般取5~25cm处的土样，以秋季采样最为理想。几十年来，优良菌株已经被不断地从受农药污染的土壤和水体中筛选出来，微生物对有机磷农药的降解作用早已受到人们关注。20世纪70年代初就已经

4、证明黄杆菌（Flavobacteriumsp.）ATCC27551有降解乙基对硫磷的生物活性。王倩如等报道了蜡样芽孢杆菌和嗜中温假单胞菌对甲胺磷农药废水的降解。李淑彬等发现假单胞菌能高效降解有机磷农药甲胺磷。王永杰等分离到1株可广谱降解有机磷农药的芽孢杆菌并研究了不动菌属对有机磷农药乐果的降解。在真菌对有机磷农药的降解方面研究相对较少。刘玉焕和李树彬分别报道了曲霉菌对乐果和甲胺磷的降解作用。其它还有木霉菌、链格孢菌等。2.1降解有机磷农药的微生物种类目前筛选到的有机磷农药降解高效菌主要有细菌、真菌、藻类。常用

5、农药与其所对应的降解菌种类如下：马拉硫磷：假单胞菌属、黄杆菌属、节细菌属、极瘤细菌属、木霉属、曲霉属甲胺磷：假单胞菌属、芽孢杆菌、曲霉属、青霉属、黑曲霉、酵母属甲拌磷：假单胞菌属、硫杆菌属、小球绿藻属对硫磷：芽孢杆菌属、黄单胞杆菌属、固氮极毛杆菌属、短杆菌属、假单胞菌属、黄杆菌属、极瘤细菌属、青霉属、木霉属、曲霉属、小球绿藻属甲基对硫磷：短杆菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属苯硫磷：芽孢杆菌属敌敌畏：假单胞菌属、木霉属甲胺磷：蜡样芽孢杆属、嗜中温假单胞菌地虫磷：根霉属、青霉属敌百虫：青霉属一般而言，解磷真

6、菌在数量上远不及解磷细菌，从同一土壤上分离出来的解磷细菌可以是解磷真菌的几倍、几十倍、甚至上百倍。但解磷真菌的解磷能力要强于细菌，且许多解磷细菌遗传性状不稳定，在多次传代培养后容易失去解磷功能，而真菌解磷性状一般较稳定，不易失去解磷功能。2.2环境中降解有机磷农药的微生物分布解磷菌分布表现出较强的根际效应（根际土壤数量比非根际高的多，但不是根际微生物的优势菌落）。林启美报道小麦和玉米根际土壤解磷菌数量要比非根际高1~2个数量级。但不同土壤，不同作物根际，解磷菌种群分布存在一定的差异。有人发现东北的黑钙土中芽胞

7、杆菌和假单胞菌占优势，而黄棕壤和红壤中解磷菌种类繁多。夏玉米收获时期根际有机磷细菌主要是假单胞杆菌和黄杆菌属。杨小蓉等发现土壤中氧乐果降解菌占细菌总数百分比上，秋季降解菌株所占百分比最大，在降解菌株中芽孢杆菌属在每一季节所占的比例都是最大的。总体而言，芽孢杆菌属是耕地土壤的主要有机磷细菌，但林地和菜地土壤则主要是假单胞菌属，有机磷细菌数量比无机磷细菌多。菜地土壤解磷细菌的数量和种类最多，而农田土壤中解磷细菌最少，但农田土壤中解磷细菌占细菌总数的比例并不低，尤其是分解有机磷的细菌，占细菌总数达到13%。林地土壤

8、尽管有机质质量分数很高，但解磷细菌并不多。3有机磷农药降解菌的基因工程研究微生物对污染物特别是难降解污染物的降解能力所限，构建高效的基因工程菌可以显著提高污染物的降解效率。环境微生物尤其是细菌中的污染物降解基因、降解途径等许多污染物降解机制的阐明为构建具有高效降解性能的污染物降解基因工程菌提供了可能。微生物育种手段主要包括诱变育种、原生质体融合和基因工程等。3.1诱变育种诱变育种方法带有很大盲目性，