百草枯降解菌研究初報

摘要：試驗從長期噴施百草枯的土壤中經富集、篩選，得到４株百草枯降解菌，以生物量為指標， ４株試驗菌株在以５．６％百草枯為碳、氮源的培養基中培養３ ｄ時，生長情況明顯優于對照組，菌株Ｃ４的生長情況最好，ＯＤ６００達０．２５。

關鍵詞：百草枯；降解；生物量

中圖分類號：Ｓ１５４．３ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０11）16－3302-02

Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｐａｒａｑｕａｔ－ｄｅｇｒａｄｉｎｇ Ｓｔｒａｉｎｓ

ＧＡＯ Ｘｉａｏ－ｐｅｎｇ１，Ｗａｎｇ Ｈａｉ－ｈｏｎｇ２，ＣＨＥＮ Ｙａｎ－ｙｕ１

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｙａｎ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎ’ａｎ ７１６０００，Ｓｈａｎｘｉ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｚｉcｈａｎｇ ｍｉｄｄｌｅ ｓｃｈｏｏｌ， Ｚｉｃｈａｎｇ ７１７３００，Ｓｈａｎｘｉ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｏｕｒ ｓｔｒａｉｎｓ that ｃｏｕｌｄ ｄｅｇｒａｄａｔｅ ｐａｒａｑｕａｔ ｗｅｒｅ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｓｏｉｌ where ｓｐｒａｙｉｎｇ ｐａｒａｑｕａｔ for ｌｏｎｇ ｔｉｍｅ，the 4 ｓｔｒａｉｎｓ grew ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉｕｍ ｗｉｔｈ ５．６％ ｐａｒａｑｕａｔ ａｆｔｅｒ ３ ｈ，ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｃ４ waｓ ｂｅｓｔ，whose ＯＤ６００ ｒｅａｃｈｅｄ ０．２５．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐａｒａｑｕａｔ； ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ； ｂｉｏｍａｓｓ

百草枯是一種雙吡啶鹽類滅生型觸殺性莖葉處理除草劑，又名克無蹤、克滅蹤等，可用于果園、非種植地、作物行間、免耕田除草，具有廣譜、速效、耐雨性強等特點，能殺死大多數單、雙子葉雜草，但容易長時間吸附在土壤顆粒上，在土壤中的殘留對非靶標的陸上或水生生物有嚴重危害［１，２］。尤其是對土壤中土著微生物等具有較強的毒害作用，進而破壞土壤的“自凈”作用，長期大量使用百草枯所造成的環境污染已不容忽視，而微生物降解是農藥降解的主要途徑之一，微生物的種類多樣、數量繁多，有利于農藥的降解［３］。因此，研究百草枯在土壤中的微生物降解，對解決由此造成的環境污染問題具有重要的作用［４］。研究從陜西關中地區使用過百草枯的土壤中馴化篩選出可高效降解百草枯的菌株，為土壤污染的生物修復提供科學依據。

１材料與方法

１．１材料

供試土樣：采自陜西省渭南市澄城縣善化鄉嚴莊村長期噴施百草枯的果園。培養基［５］：液體富集培養基、基礎培養基；供試農藥：市售百草枯水劑（濃度２００ ｇ／Ｌ，保定通元精細化工有限公司）。儀器：隔水式電熱恒溫培養箱（ＰＹＸ－ＤＨＳ－４０×５０－ＢＳ，上海躍進醫療器械廠）、紫外分光光度計（ＵＶ－１２４０，日本島津）、立式壓力蒸汽滅菌鍋（ＬＳ－Ｂ５０Ｌ，江陰濱江醫療儀器廠）。

１．２方法

１．２．１百草枯降解菌的馴化與篩選稱取土樣１０ ｇ，無菌操作加入到１００ ｍＬ百草枯濃度為１ ｍＬ／Ｌ的液體富集培養基中，（３７±１）℃、１４０ ｒ／ｍｉｎ培養７ ｄ；取培養液以１％的接種量接入含有７ ｍＬ／Ｌ的百草枯的液體富集培養基中，（３７±１）℃、１４０ ｒ／ｍｉｎ培養

７ ｄ；如此再重復７次，即各取前一次的培養液以１％的接種量依次接入百草枯濃度分別為１４、２１、２８、３５、４２、４９、５６ ｍＬ／Ｌ的液體富集培養基中，（３７±１）℃、１４０ ｒ／ｍｉｎ培養７ ｄ；取最后一次的培養液０．１ ｍＬ在基礎培養基上用涂布平板和劃線分離法分離、純化百草枯降解菌，得到單菌落４ ℃保藏備用。

１．２．２百草枯降解菌株降解能力的測定

１）降解能力的初測（通過降解菌株在以百草枯為碳、氮源的培養基中的ＯＤ６００來測定試驗菌株對百草枯的利用能力）。取１．２．１篩選得到的菌株活化后的菌液，按１％的接種量接入以５６ ｍＬ／Ｌ的百草枯代替原來的碳、氮源的富集培養基中，（３７±１）℃、１４０ ｒ／ｍｉｎ條件下，從培養０ ｈ到４０ ｈ每隔８ ｈ取樣一次，測定培養液的ＯＤ６００，從中篩選出可以有效利用百草枯作為碳、氮源的菌株。

２）降解能力的復測。由于部分自養菌在以百草枯為碳、氮源的培養基中也可以生長，將初測篩選得到的降解菌株活化后，以１％的接種量接入以５６ ｍＬ／Ｌ的百草枯代替原來的碳、氮源的富集培養基中，同時以不加百草枯的無碳、氮源培養基為對照，（３７±１）℃、１４０ ｒ／ｍｉｎ條件下，培養至菌體利用百草枯生長后，測定培養液的ＯＤ６００，進而確定出真正可以降解利用百草枯的菌株。

２結果與分析

２．１百草枯降解菌的馴化與篩選結果

根據１．２．１的方法，經過百草枯濃度依次遞增的９次的篩選試驗，共從受百草枯污染的土壤中篩選、分純出６株可在高濃度（５６ ｍＬ／Ｌ）百草枯環境中生長的菌株，分別編號為Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６，轉管于４℃保藏備用。

２．２百草枯降解菌株降解能力的測定結果

2．２．１降解能力的初測結果篩選得到的６株菌活化后對百草枯降解能力的測定結果見圖１。由圖１可知，在第１天，除菌株Ｃ５外，其余５株菌的ＯＤ６００都呈明顯的上升趨勢；在第2天，６株菌的ＯＤ６００都呈下降趨勢，這可能是由于第１天開始培養時，試驗菌株利用接種時種子菌液中的培養基而進行生長，當種子菌液中的培養基耗盡后，菌體ＯＤ６００開始下降；從第２天到第３天，除菌株Ｃ２和Ｃ５外，其余４株菌的ＯＤ６００都呈明顯的上升趨勢；第３天到第４天，菌株Ｃ６的ＯＤ６００繼續上升，其余各菌株都呈下降趨勢，這一過程可能是由于菌體利用了培養基中的百草枯作為碳、氮源進行的二次生長，尤其以菌株Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ６最為明顯，因此可以初步確定這４株菌對百草枯存在一定的分解利用能力。

2．２．２降解能力的復測結果由于自養菌在以百草枯為碳、氮源的培養基中也可以生長，將初篩得到的４株菌活化后，以１％的接種量接入以５６ ｍＬ／Ｌ的百草枯代替原來的碳、氮源的富集培養基中為試驗組，同時以不加百草枯的無碳、氮源富集培養基為對照組，（３７±１）℃、１４０ ｒ／ｍｉｎ條件下培養３ ｄ，測定培養液的ＯＤ６００，結果見圖２。由圖２可知，４株試驗菌株在以百草枯作為碳、氮源的培養基上均可以生長，且生長情況都優于在對照組中的生長情況，培養３ ｄ時，菌體的生物量和對照相比，均有明顯增加，其中菌株Ｃ４的ＯＤ６００最高，達０．２５。由此可知，４株試驗菌株均不是自養菌，它們生長過程中生物量的增加以培養基中的百草枯作為營養物質，將百草枯分解利用而生長。

３小結

試驗從長期噴施百草枯而污染的土壤中篩選得到４株可以利用百草枯的菌株，以生物量為指標，４株試驗菌株均可在以百草枯為碳、氮源的培養基中生長，且生長情況明顯優于在對照組中的生長。培養３ ｄ時，菌株Ｃ４的ＯＤ６００最高，可達０．２５。

試驗得到的４株百草枯降解菌將為微生物技術解決農殘污染問題提供科學依據，具體的降解條件、培養條件的選擇優化以及降解機理還有待于進一步研究。

參考文獻：

［１］ 鄧曉，李勤奮，陳照，等． 百草枯污染土壤的微生物生態效應［Ｊ］．中國農學通報，２００６，２２（８）：５１１－５１４．

［２］ 鄧曉，唐群鋒．白草枯對土壤微生物影響的研究［Ｊ］．中國生態農業學報，２００６，１４（４）：１４６－１４９．

［３］ 李艷，張有林，王宏．農藥殘留降解方法研究［Ｊ］． 食品研究與開發，２００４，２５（６）：３１－３３．

［４］ 鄭永良，陳舒麗，劉德麗．降解農藥微生物的類別及降解特性［Ｊ］．黃岡師范學院學報，２００５，２５（３）：３４－３９．

［５］ 鐵存柔，黃儀秀．微生物學實驗教學［Ｍ］．北京：北京大學出版社，２００５．