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毒死蜱是一种中等毒性的有机磷类杀虫剂,由于其杀虫谱广、效率高,是目前世界上应用最广泛的杀虫剂品种之一。但是它的残留也带来了环境污染和食品安全问题。因此,从环境中分离筛选高效、稳定的毒死蜱降解菌株,研究毒死蜱污染土壤的微生物修复,对解决其残留问题具有重要的理论和应用价值。本研究从有机磷农药生产车间排污口的污泥中分离获得两株毒死蜱降解菌,分别命名为OP-1和DT-1。根据它们的培养特征、生理生化特征以及16SrRNA基因序列的同源性分析,分别将它们鉴定为伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia sp.)和贪铜菌属(Cupriavidus sp.)。菌株OP-1与伯克霍尔德氏菌属的三个模式种B.glathei(=ATCC29195T)、B.sordidicola(=KCTC 12081T)、B.bryophilB.(=LMG 23644T)的 16SrRNA 基因序列相似度最高,分别为97.4%、96.4%和96.3%。该菌株可能是一个新种,因此我们对该菌株的详细分类地位进行了研究,结果显示:OP-1的主要脂肪酸成分是C16:0(23.38%),C17:0cyclo(21.61%),C18:1 ε7c(16.59%),醌为 Q-8,磷脂酰乙醇胺(PE)为主要极性脂成分,G+C mol%含量为59.4mol%。与属内同源性最近的B.glathei(=ATCC 29195T)的DNA-DNA同源性为30%。综合这些特征将OP-1鉴定为Burkholderia 属的一个新种,命名为Burkholderia zhejiangensis sp.nov.OP-1T(=CCTCC AB 2010354T=KCTC 23300T)。由于菌株OP-1只能将毒死蜱水解成3,5,6-三氯-2-吡啶醇(TCP),并在培养基中积累。而菌株DT-1则可以完全降解毒死蜱,故选取菌株DT-1为后续研究的材料,对其生长及降解特性进行研究。结果显示:菌株DT-1的最适生长温度为30℃,最适生长pH为7.0,最适碳源为果糖,最适氮源为蛋白胨。菌株的生长量与通气量呈正相关,对NaCl的耐受范围为0-10g·L-1。菌株DT-1能在以100mg·L-1毒死蜱为唯一碳源的培养基中生长并在12h内完全降解培养基中的毒死蜱。菌株降解毒死蜱的最适pH为7.0,最适温度为30℃,最适NaCl浓度为5 g·L-1,通气量和接种量与降解速率呈正相关。,添加金属离子能明显的抑制菌株对毒死蜱的降解,其中Co2+、Ni2+对DT-1降解毒死蜱的抑制作用最强。菌株具有较广的降解谱,除毒死蜱之外,还能降解对硫磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷等有机磷农药,不能降解甲胺磷和乐果。采用LC-MS质谱检测技术,检测到菌株DT-1在降解毒死蜱过程中生成的四种代谢产物,即3,5,6-三氯-2-吡啶醇,5,6-二氯-2-吡啶醇、6-氯-2-吡啶醇和2-羟基吡啶。在此基础上推测出毒死蜱降解的代谢途径:第一步,毒死蜱被有机磷水解酶水解成TCP和二乙基硫代磷酸酯(DETP);第二步,3,5,6-三氯-2-吡啶醇吡啶环上的第三位C-Cl键断裂,脱去氯原子,生成5,6-二氯-2-吡啶醇;第三步,5,6--二氯-2-吡啶醇脱去第五位Cl原子,生成6-氯-2-吡啶醇;第四步,6-氯-2-吡啶醇脱氯产生2-羟基吡啶;第五步,2-羟基吡啶被彻底矿化。研究了菌株DT-1对TCP的降解特性,结果显示:菌株可在以50 mg.L-1的TCP为唯一碳源的培养基中生长并降解TCP。最适降解温度为30℃,最适降解pH为7.0。培养基中TCP初始浓度在50 mg·L-1以下时,降解效果较好。当初始浓度超过100 mg.L-1时,菌株对TCP没有降解效果。接种量和通气量越大,降解效果越好。添加金属离子对降解有负面影响,其中Co2+、Ni2+、Mn2+三种金属离子的抑制作用最强。添加不同的外源营养物质均能不同程度的促进降解,其中添加蛋白胨对降解速率的提升最为明显。从菌株DT-1中克隆到了有机磷水解酶基因,大小为996 bp(No.JQ988072),与已报道mpd基因(AF338729)的核苷酸序列相似性为99.7%,在氨基酸水平上序列相似性为99%。将mpd克隆到pET29a中,在E.coli BL21(DE3)中获得表达,产物大小为33 KD左右,具有水解毒死蜱的活性。研究了菌株DT-1对毒死蜱污染土壤的生物修复作用。结果表明,接种菌株DT-1可以促进土壤中毒死蜱的降解。最佳使用条件为:接种量为1.0×106CFUg-1干土;pH 7.0;30℃;土壤最适含水量为35%,在此条件下菌株可以在30 d内完全降解100 mg.kg-1干土的毒死蜱。显示了 DT-1菌株在生物修复毒死蜱污染土壤方面的应用潜力。