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寻求高效、安全、经济的农产品农药残留生物降解处理新技术,解决病虫害防治用药与农药残留的矛盾,已成为科研工作者亟待解决的具有重要经济和社会意义的重大科研命题。本文在已有研究基础上,采用紫外线、微波等诱变方法对毒死蜱残留降解菌Hu-01(Cladosporium cladosporioides)进行了诱变育种研究。主要研究结果如下:
研究了紫外线、微波和原生质体的紫外线诱变三种方法诱变毒死蜱降解菌的最佳诱变剂量,确定其最佳诱变剂量分别是紫外线(15W,照射距离30cm)120s、微波(2450MHz,700W,低火)40s、原生质体的紫外线诱变(15W,照射距离30cm)80S。
采用紫外线最佳诱变剂量单独诱变毒死蜱降解菌Hu-01,初筛挑选出12株菌株进行降解率测定,得到2株高效降解毒死蜱的菌株,分别编号为Hu-01-4和Hu-01-6,其对50mg/L毒死蜱24h后的降解率分别比初始菌株的降解率提高了16.25%和9.27%;经过斜面传代培养十代后结果表明,菌株Hu-01-6保持了较稳定的降解性能,对50mg/L毒死蜱24h后的降解率达到87.14%,比初始菌株的降解率提高了11.74%,
采用微波最佳诱变剂量单独诱变毒死蜱降解菌Hu-01,初筛挑选出34株菌株进行降解率测定,得到12株高效降解毒死蜱的菌株,分别编号为Hu-01-wl、Hu-01-w2、Hu-01-w4、Hu-01-w12、Hu-01-w13,Hu-01-w14、Hu-01-w15、Hu-01-w26、Hu-01-w29、Hu-01-w31、Hu-01-w32、和Hu-01-w34,这12株菌株对50mg/L毒死蜱处理24h后的降解率分别比初始菌株的降解率提高了15.41%、16.86%、18.00%、18.55%、17.55%、18.50%、14.54%、16.54%、15.09%、14.23%、12.79%和17.25%;经过斜面传代培养十代后结果表明,菌株Hu-01-w14和Hu-01-w34保持了较稳定的降解性能,对50mg/L毒死蜱24h后的降解率分别为93.93%和92.72%,分别比初始菌株的降解率提高了16.03%和14.53%。
以菌株Hu-01-4为出发菌株,采用微波最佳诱变剂量对其进行诱变,初筛挑选出13株菌株进行降解率测定,获得2株高效降解毒死蜱的菌株,分别编号为Hu-01-uw8和Hu-01-uw10,其对50mg/L毒死蜱24h后的降解率分别比菌株Hu-01-4的降解率提高了12.98%和11.86%;经过斜面传代培养十代后结果表明,菌株Hu-01-uw10保持了较稳定的降解性能,对50mg/L毒死蜱24h后的降解率为94.70%,比诱变菌株Hu-01-4的降解率提高了15.80%,比初始菌株Hu-01提高了18.32%。
采用原生质体的紫外线诱变最佳诱变剂量诱变毒死蜱降解菌的原生质体,初筛挑选出20株菌株进行降解率测定,获得5株高效降解毒死蜱的菌株,分别编号为Hu-01-p3、Hu-01-p5、Hu-01-p6、Hu-01-p7和Hu-01-p8,其对50mg/L毒死蜱24h后的降解率分别比初始菌株的降解率提高了16.37%、19.80%、18.36%、17.18%和16.75%;经过斜面传代培养十代后结果表明,菌株Hu-01-p8保持了较稳定的降解性能,对50mg/L毒死蜱24h后的降解率达到92.19%,比初始菌株的降解率提高了14.97%.
在用查彼氏培养基培养的基础上,分别测定了诱变菌株Hu-01-6、Hu-01-w14、Hu-01-w34、Hu-01-uw10和Hu-01-p8在不同培养pH值和温度条件下的生长情况以及对毒死蜱的降解率,确定了5株诱变菌株的最适培养条件均为pH值6.5,温度28℃。
采用超声波组织粉碎方法提取了诱变菌株Hu-01-6、Hu-01-w14、Hu-01-w34、Hu-01-uw10和Hu-01-p8的粗酶并测定了其蛋白含量,分别为183.43、172.14、203.24、216.38、和186.05mg/L;当粗酶量为200μL时,对50mg/L毒死蜱1Omin后的降解率分别为91.88%、88.86%、90.35%、94.48%和88.10%,酶活分别为130.00、143.50、139.25、161.69、151.81U/mL。试验表明5株诱变菌株粗酶液的蛋白含量、对毒死蜱的降解效果、酶活均显著高于初始菌株Hu-01。