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(jīng)過兩次稀釋涂布和初步的富集培養(yǎng),分離純化得到1個草銨膦降解菌株,命名為C6。形態(tài)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(chǎn)物。測序結果在NCBI數(shù)據(jù)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(tǒng)發(fā)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(yǎng)基中,30℃、150 r·min-1的條件下振蕩3 d,經(jīng)超高效液相色譜-四級桿飛行時間質(zhì)譜儀測定,C6菌株對草銨膦的降解率高達69.01%。
2.3培養(yǎng)基體積與氮源對C6菌株生長的影響
不同培養(yǎng)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(yǎng)基中,C6菌株均能正常生長;在25~75 mL范圍內(nèi),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(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)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?shù)词橇蛩徜@時,C6菌株的生長處于最佳狀態(tài),OD值最大;其次是硝酸銨,而在以硝酸鈉為氮源的培養(yǎng)基中,生長最差。
2.4草銨膦初始濃度與培養(yǎng)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(yǎng)基中草銨膦濃度在10~200 mg·L-1的范圍內(nèi),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(yǎng)基初始pH值對C6菌株的生長影響,當培養(yǎng)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(yǎng)基不適宜C6菌株的生長。
2.5培養(yǎng)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(nèi)均可生長,但不同溫度下生長速度有明顯差異。培養(yǎng)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(nèi),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(yǎng)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(yǎng)基中,C6菌株生長最差,在20 g·L-1氯化鈉培養(yǎng)基中生長最好。
C6菌株在Mg2+濃度為50~400 mg·L-1的培養(yǎng)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(yǎng)基中的生長最差,在100 mg·L-1氯化鎂培養(yǎng)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(jīng)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(tài)環(huán)境領域的降解優(yōu)勢,如田爽等從長期受農(nóng)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(fā)現(xiàn)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(nèi)酶。廖家龍等從活性污泥中發(fā)現(xiàn)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(nèi)完全降解N-己酰高絲氨酸內(nèi)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(yǎng)最適宜條件為:培養(yǎng)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(yǎng)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(huán)境(香蕉園)中培養(yǎng)的結果,而根據(jù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,單一品種的農(nóng)藥不再能滿足生產(chǎn)的需求,往往在生產(chǎn)中會混合施用不同種類的農(nóng)藥,多種農(nóng)藥的混合施用會導致土壤中農(nóng)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(zhàn)性。因此C6菌株在復雜除草劑污染環(huán)境中的降解效率等方面需要進一步的研究和探討。
相關新聞推薦
1、硫色曲霉生長速率和產(chǎn)毒條件:固體培養(yǎng)基VS天然培養(yǎng)基