2.3菌株HP-1對甲胺磷的耐受能力


結(jié)果表明,初期能夠耐受甲胺磷的濃度高達(dá)8 000~10 000 mg/L,其菌株的滯止期5~6d,后期的生長十分緩慢,培養(yǎng)液為棕黃色;但是經(jīng)過連續(xù)幾代低濃度培養(yǎng),菌株的耐受能力發(fā)生改變,其耐受能力為4 000~6 000 mg/L,表明其耐受能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所使用的濃度劑量。取其濃度1000mg/L的樣品,用透視電鏡觀察細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)(圖8),與無農(nóng)藥處理的比較發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜內(nèi)細(xì)胞器有所變化(具體不清),筆者認(rèn)為這可能與該菌株降解農(nóng)藥的機制有關(guān)。

2.4菌株HP-1對甲胺磷的降解


2.4.1菌株HP-1對甲胺磷的降解率


菌株HP-1在含有500mg/L和1000mg/L甲胺磷農(nóng)藥的PSB培養(yǎng)基中培養(yǎng)7d,取樣用GC氣相色譜測定樣品中的農(nóng)藥殘留。結(jié)果表明:利用白熾燈作為光源促進(jìn)菌株HP-1的生長,但是光源對農(nóng)藥的光解作用并不大,可能歸功于光源不能直接照射;培養(yǎng)后第7d,500mg/L和1000 mg/L培養(yǎng)液中的甲胺磷的濃度分別為174mg/L和504mg/L,其平均降解率分別為65.20%和49.60%,表明菌株HP-1對甲胺磷的降解率與起始農(nóng)藥濃度有一定的影響,可能是菌體對高濃度農(nóng)藥適應(yīng)期和耐受能力相對較長導(dǎo)致所致。


2.4.2不同培養(yǎng)條件對菌株HP-1降解率的影響


在有無酵母存在的情況下,菌株HP-1在甲胺磷濃度0~800mg/L之間,生長速度基本無差異;但是隨著濃度提高,加酵母的比未加酵母的生長速度快1~2d。另外,培養(yǎng)10d后取樣分析,其相應(yīng)濃度條件下,菌株的降解速率加酵母的明顯高于未加酵母的(圖9),低濃度時加入酵母不利于菌株對農(nóng)藥的降解,出現(xiàn)未加酵母的比加酵母的降解率高。在耐受范圍內(nèi)均隨著濃度的增加,其降解率也隨著增加,微生物對農(nóng)藥降解由于受到許多因素的影響,其降解率也出現(xiàn)波動。


2.4.3菌株HP-1的有機磷農(nóng)藥降解譜


根據(jù)SQTR[9,12]數(shù)量效應(yīng),就菌株HP-1對有機磷農(nóng)藥的降解譜進(jìn)行試驗。結(jié)果表明:該菌株能夠利用樂果、毒死蜱蜱、三唑磷、辛硫磷作為唯一碳源生長。培養(yǎng)7d,對400mg/L樂果和400 mg/L毒死蜱蜱的降解效果為45.4%和51.5%,證明該菌株具有降解譜廣的特性,也驗證了有機磷農(nóng)藥降解菌降解酶廣譜的特性。


2.5菌株HP-1的發(fā)酵液對蘿卜種子發(fā)芽的影響


試驗初步表明(圖10):第2d和第3d發(fā)酵液處理的種子發(fā)芽率高于培養(yǎng)基和對照,其中200倍發(fā)酵液處理能夠明顯提高種子發(fā)芽,高達(dá)72.22%,并且種子發(fā)芽時間提早0.5d左右,培養(yǎng)基和清水之間無明顯差異。表明該菌株的發(fā)酵液能夠促進(jìn)蘿卜種子萌發(fā),具有促生生物活性。


3討論


根據(jù)菌株HP-1的形態(tài)學(xué)和生理生化特征,參考《伯杰氏手冊第九版》,初步鑒定菌株HP-1為沼澤紅假單胞菌[Rhodopesudomonas plaustris]。最適生長溫度為30~37℃,培養(yǎng)基的pH值為6.5~7.0。能夠以多種有機物和有機磷農(nóng)藥作為唯一碳源生長,對有機磷的耐受能力高于目前已經(jīng)報道的有機磷農(nóng)藥降解菌。另外目前所分離的有機磷降解菌主要集中于假單胞菌屬[Pesudomonas]、節(jié)桿菌屬[Arthrobacter]、黃桿菌屬[Flavobacterium]、產(chǎn)堿桿菌屬[Alcaligenes]、短桿菌屬[Brevibacterium]等無芽孢類型細(xì)菌而未見該菌的報道,這反應(yīng)了自然界中可降解有機磷農(nóng)藥的微生物廣泛存在和生物多樣性[10,11,16,20,23]。


培養(yǎng)后第7d,該菌株可降解甲胺磷65.2%(500 mg/L)和49.6%(1 000 mg/L),樂果45.4%(400 mg/L),毒死蜱蜱61.5%(400 mg/L),另外該菌株也能夠以三唑磷、辛硫磷作為唯一碳源生長,其降解試驗正在進(jìn)行中。這印證了有機磷農(nóng)藥降解菌降解酶的廣譜性特征[17,21,22,24~26]。在人為加壓選擇壓力下,細(xì)胞形態(tài)超微結(jié)構(gòu)表明,細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,目前還不清楚具體變化,估計與該菌株降解農(nóng)藥的降解機制有關(guān),為實驗室后續(xù)研究工作提供了基礎(chǔ)條件。


目前所有參考文獻(xiàn)還未見具有促生生物活性的農(nóng)藥降解菌的報道,筆者基于艾格里微生物的研制與開發(fā),首先展開農(nóng)藥降解菌的促生活性研究。試驗結(jié)果表明能夠明顯提高水稻、辣椒、蘿卜種子的發(fā)芽率,提早發(fā)芽時間;室內(nèi)以茄科作物辣椒作為試驗材料,利用培養(yǎng)液噴施,能夠提高葉綠素含量,植物苗期素質(zhì)全面提高(其結(jié)果將另文發(fā)表),這也是我們首次發(fā)現(xiàn)該菌株發(fā)酵液具有促生生物活性。


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