微生物对化学农药的降解

微生物对化学农药降解09123364吴梦楠第1页序言

农药是人们主动投放于环境中数量大、毒性广一类化学物质。在过去几十年中，有机氯、有机磷等农药开发与应用曾为人类在农、林业防治病虫害，提升农作物产量中起到了不可磨灭作用。但对那些性质比较稳定、难于分解消失有毒农药长久、大量使用，已造成严重全球性环境污染和生态破坏。近年来，因为人们对环境和生态平衡日益重视，生物农药也引发了人们广泛兴趣，但就当前科技水平来看，化学农药在很长一段时间内还是不可替换，所以处理环境中存在农药残留问题已经成为世界各国研究热点。第2页化学农药类别微生物降解农药路径和机理影响微生物降解农药原因对未来展望第3页化学农药类别自泰勒等人发觉DDT高效杀虫能力以来，不一样种类农药相继得到了开发和应用。仅杀虫剂类当前就有4类：有机氯类有机磷类拟除虫菊酯类氨基甲酸酯类。其中有机氯类农药是高残留、生物富集性很强一类农药，当前已被禁止生产，但因为已被广泛大量地使用了多年，所以在环境仍有残留，对环境和人威胁还很大。有机磷类、拟除虫菊酯类和氨基甲酸酯类农药尽管残留期较短，但仍有一定时间残留期，加之被广泛使用，仍对土壤、大气和水源等造成了不一样程度污染。第4页微生物降解农药路径当前对于各种杀虫剂微生物降解路径已比较清楚，其主要降解路径主要有以下几个：(1)水解作用(hydrolysis)(2)脱卤作用(dehalogenation)(3)氧化作用(oxidization)(4)硝基还原(nitroreduction)(5)去氨基(deamination)(6)轭合作用(conjugation)第5页微生物降解农药机理微生物对农药作用方式可分为两大类，一类是微生物直接作用于农药，经过酶促反应降解农药，常说农药微生物降解多属于这类；一类是经过微生物活动改变了化学和物理环境而间接作用于农药。常见作用方式有矿化作用、共代谢作用、生物浓缩或累积作用和微生物对农药间接作用。微生物经过酶促反应降解农药方式主要有氧化、脱氢、还原、水解、合成等几个反应类型.当微生物农药降解作用是由其胞内酶引发时，整个降解过程经过3个步骤：(1)将农药吸附于微生物细胞表面，这一过程是一个动态平衡，也是造成降解早期出现迟缓期关键阶段。(2)农药穿透细胞膜进人膜内，在菌量一定时，农药对细胞膜穿透率决定了其穿透细胞膜量，农药对细胞膜穿透是降解限速步骤。农药这种穿透率与农药分子结构参数(主要是亲脂性参数和空间位阻参数)亲密相关。

(3)农药在细胞膜内经过与降解酶结合发生酶促反应，这是一个快速过程。第6页微生物降解农药种类大量研究证实，自然环境中存在各种微生物在农药降解方面起着主要作用，科研工作者经过富集培养、分离筛选等技术已发觉了许多能够降解农药微生物。近年来，伴随有机磷类农药大量使用和拟除虫菊醋类、除草剂类农药兴起，围绕这类农药降解微生物筛选与研究工作取得了一定进展。现列举几个农药及其降解菌，见表1第7页微生物降解农药机理第8页影响微生物降解农药原因微生物本身影响农药结构影响环境原因影响第9页展望

近年来，伴伴随基因工程和分子生物学研究技术发展，科研工作者开始把重心转移到高效工程菌构建，采取基因重组技术，将表示高效降解农药酶基因构建到载体中，经转化取得工程菌，以期提升起降解作用特定蛋白质或酶表示水平，从而提升降解效率，