除草剂的微生物降解研究进展

微生物降解是环境中农药消解的重要因素,分离筛选纯培养的农药降解微生物并阐述其降解机制为微生物修复环境的应用提供重要的菌株资源和理论依据。本文简述了广泛使用的8类除草剂(包括有机磷类、磺酰脲类、氯乙酰胺类、均三嗪类、芳氧基苯氧基丙酸酯类、苯氧乙酸类、二硝基苯胺类和硫代氨基甲酸酯类除草剂)的降解微生物资源及其降解途径和降解基因的研究进展,并分析了目前除草剂污染修复存在的问题及未来的发展方向。     

磺酰脲类除草剂残留的微生物降解研究进展

磺酰脲类除草剂是一类高效、低毒和高选择性的除草剂, 此类除草剂能有效地防除阔叶杂草, 其中有些品种对禾本科杂草也有抑制作用。由于该类除草剂易残留药害及容易对地表水造成污染, 因而其在环境中的持久性和环境安全性备受人们关注。本文综述了磺酰脲类除草剂的应用概况及其作用机理、降解磺酰脲类除草剂的常见微生物种类及影响微生物降解效率的因素, 最后展望了微生物修复技术与抗除草剂的转基因作物是解决除草剂残留药害的最佳途径。     

二硝基苯胺类除草剂微生物降解研究进展

二硝基苯胺类除草剂是一类广谱、高效且广泛使用的除草剂,微生物的降解代谢作用是其在环境中消解的最主要因素。分离筛选除草剂的高效降解菌株、分析其降解途径并阐明其微生物降解机制,可为除草剂残留污染的微生物降解修复提供理论依据和优良的降解菌株、降解基因和酶资源。本文简述了二硝基苯胺类除草剂的微生物降解菌株、降解代谢途径和降解基因/酶的研究进展,为进一步研究该类除草剂的微生物降解及其污染生物修复提供理论依据和资源。     

取代脲类除草剂的微生物降解

取代脲类除草剂主要用来防除一年生禾本科杂草和阔叶杂草,自20世纪中期推入市场以来,在世界范围内被广泛使用,已成为重要的除草剂之一。随着取代脲类除草剂的持续施用,其在环境中的残留严重超标,危害日益凸显。因此,取代脲类除草剂在环境中的吸附、迁移和降解等行为备受关注。研究表明细菌降解N,N-二甲基取代脲类除草剂主要是通过连续脱甲基作用后断脲桥降解,而降解N-甲氧基-N-甲基取代脲类除草剂是通过脲桥的直接断裂。真菌降解取代脲类除草剂的途径则较为复杂,尚需进一步阐明。本文综述了近年来分离筛选的取代脲类除草剂降解菌株及其降解途径的最新研究进展,为取代脲类除草剂污染环境的生物修复研究提供参考。     

微生物降解磺酰脲类除草剂的研究进展

磺酰脲类除草剂是一种高效、广谱、高选择性的除草剂,但其长期广泛使用对生态环境造成了严重破坏,因此对于如何科学合理使用磺酰脲类除草剂、有效防治作物药害和降低对人类的危害等问题成为近年来的研究热点。磺酰脲除草剂在土壤中以化学降解和生物降解方式为主,生物降解是自然界本身具有的一种降解污染物的方式,是一种可行性高、副作用小的方法。近年来,很多学者已经开始研究并利用真菌、细菌等微生物来降解磺酰脲类除草剂,取得了许多重要结果。本文总结了磺酰脲类除草剂的性质、结构以及降解机理、可降解该类除草剂的微生物种类和影响微生物降解效率的因素;最后指出了现阶段存在的问题并对磺酰脲类除草剂的未来发展趋势进行展望。     

三酮类除草剂微生物降解的研究进展

三酮类除草剂是一类高效、广谱、高选择性的除草剂,能够有效地防除玉米地多种阔叶杂草和禾本科杂草。该类除草剂在土壤、水体中残留,易造成地表和地下水污染。有关研究表明,微生物降解有望成为解决该类除草剂残留的有效措施。本文分析了2种三酮类除草剂带来的生态效应,总结了已报道的微生物降解资源,简述了降解基因/酶的研究进展及可能的降解途径,为深入研究三酮类除草剂的生物降解提供一定的信息支撑。     

微生物对三苯基甲烷类染料脱色的研究进展

三苯基甲烷染料广泛应用于纺织印染、医药、生物染色、造纸、皮革、食品及化妆品等领域, 常见的有作为抗菌剂的孔雀石绿和结晶紫等。由于其特殊的化学结构, 在环境中较稳定且难以降解脱色, 因此其生物脱色降解的研究可为印染废水处理和染料污染环境的生物修复提供理论依据。本文从细菌、放线菌、真菌及藻类等微生物对三苯基甲烷类染料降解脱色研究新进展做综述。通过分析不同微生物脱色三苯基甲烷类染料的中间产物来探讨其降解机理和降解途径, 同时论及功能酶的分离纯化、酶学特性及其编码基因的克隆表达新进展, 并分别从基础理论和应用两方面对微生物降解三苯基甲烷类染料未来的研究方向进行了展望。     

厌氧微生物降解多环芳烃研究进展

多环芳烃(PAHs)是一类普遍存在于环境介质中的难降解有机污染物,相对于好氧微生物降解PAHs的研究,厌氧微生物降解PAHs的研究则相对较少.本文从厌氧微生物降解PAHs的研究背景,厌氧降解微生物的特点和不同厌氧降解还原反应体系的角度综述了厌氧微生物降解PAHs的概况;结合厌氧微生物降解萘和菲转化途径的介绍,推断了其降解机制的内在原因;同时通过总结影响厌氧微生物降解PAHs的主要因素(包括:PAHs的生物可利用性、外源营养物质的添加、外源电子受体的添加、特定厌氧降解菌的筛选强化和部分环境因素等),指出了制约降解进程的潜在限制因子;并对厌氧微生物降解PAHs研究目前存在的问题和未来的发展方向作了简述与展望.     

十溴联苯醚降解菌的分离鉴定、降解特性及降解机理

【背景】十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether,BDE-209)是应用最广泛的溴代阻燃剂之一,其持久性毒性给生态环境和生物体带来了严重危害。【目的】分离出一株能有效降解BDE-209的好氧细菌并研究其降解特性及机理,以探究BDE-209的微生物降解规律。【方法】以BDE-209为唯一碳源,通过富集、分离和纯化,从活性污泥中筛选出BDE-209好氧降解细菌。采用高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)和液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)分别检测BDE-209的浓度和中间产物。【结果】筛选得到一株BDE-209好氧降解细菌F,经鉴定初步判定为硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)。在30℃、pH7.0、接种量为10%(体积分数)、葡萄糖浓度为250mg/L的优化降解条件下,对初始浓度为10mg/L的BDE-209的降解率可达76.2%。低浓度的Cd²⁺(≤5mg/L)未对BDE-209的微生物降解和菌体生长产生显著影响,而高浓度的Cd²⁺(≥15mg/L)对BDE-209的微生物降解和菌体生长则产生显著影响。BDE-209对细胞表面疏水性(cell surface hydrophobicity,CSH)具有一定的影响。BDE-209的微生物降解机理主要包括脱溴、羟基化、二苯醚键断裂和开环等过程。【结论】菌株F对BDE-209具有很好的降解能力,研究结果对BDE-209的好氧微生物降解及BDE-209污染环境的生物修复具有较好的科学意义。     

氟喹诺酮类抗生素及耐药基因污染控制的研究进展北大核心CSCD

氟喹诺酮类抗生素属于喹诺酮类抗生素,是一类人畜通用的抗生素。近年来,被广泛应用于人类和畜牧、水产等养殖业领域,然而其大量使用,造成在环境中的不断残留和累积,给自然环境和人类健康造成了较大威胁。现有研究表明,微生物降解是有效去除氟喹诺酮类抗生素残留污染的有效方法之一。本文总结和介绍了近年来氟喹诺酮类抗生素微生物降解单株菌和混合菌群、微生物降解酶、降解途径以及微生物降解氟喹诺酮类抗生素的实际应用,并对目前氟喹诺酮类抗生素微生物降解研究中存在的问题进行了分析,以及对未来氟喹诺酮类抗生素微生物降解研究的重点进行了探讨,以期为后续的研究提供参考。     

多环芳烃微生物降解基因的研究进展

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类有机污染物,微生物的降解是PAHs去除的主要途径。近年来,有关PAHs微生物降解途径和代谢产物的研究已有很多报道。小分子PAHs一般可以直接被微生物降解,而大分子PAHs则需要微生物以共代谢的方式降解。在过去20年中,微生物降解PAHs的基因相继被发现,各种基因在调控PAHs降解过程中的功能也越来越清晰。本文概述了PAHs微生物降解基因方面的研究进展,详细介绍了微生物对萘、菲的降解基因,最后对PAHs微生物降解基因的应用前景进行了展望。     

环境激素类有机污染物的微生物降解和药物类化合物的残留问题

合成有机物在环境中的残留和危害已不仅仅局限于其毒性、富集、致畸和致突变,同时还能干扰包括人类在内的生物的内分泌调节作用.近年来发达国家已开始逐渐有了环境方面的条例,限制和控制这类化合物在水及食物链中的含量.现已清楚地知道,部分除草剂和杀虫剂(如阿特拉津、DDT),塑料的添加增塑剂均有内分泌激素活性,从而对生物的正常生长发育造成不良的影响.而这些化合物不但广泛存在于环境中,在特定的环境中其含量更是非常之高.以增塑剂邻苯二甲酸和邻苯二甲酸二甲酯为例,它们在填埋渗出液中的含量可高达10g·L^-1.在我们研究这类化合物的微生物降解时发现,从活性污泥和红树林中富集到的好氧微生物能将这类化合物完全矿化,且反应速度很快.同时也发现,在降解邻苯二甲酸二甲酯时,单一的纯菌不能完全降解这类化合物,而二种或三种组合的纯菌可以在一周内将500mg·L^-1的底物完全矿化.我们已分离、鉴定出中间产物,建立起了降解途径.研究的结果证实,邻苯二甲酸二甲酯类环境激素是能够在排放前通过微生物的作用达到完全矿化的.另一方面,药物类化合物的残留问题也是一个逐渐显现出的环境问题,这方面的研究应引起更多的关注和重视.     

木质纤维素的微生物降解

木质纤维素广泛存在于自然界中,因结构复杂,其高效降解需要多种微生物的协同互作,由于参与木质纤维素降解的微生物种类繁多,其协同降解机理尚不完全明确。随着微生物分子生物学和组学技术的快速发展,将为微生物协同降解木质纤维素机制的研究提供新的方法和思路。笔者前期研究发现,细菌复合菌系在50℃下表现出强大的木质纤维素降解能力,菌系由可分离培养和暂时不可分离培养细菌组成,但是可分离培养细菌没有降解能力。通过宏基因组和宏转录组研究表明,与木质纤维素降解相关的某些基因表达量发生显著变化,通过组学方法有可能更加深入解释微生物协同降解木质纤维素的微生物学和酶学机理。文中从酶、纯培养菌株和复合菌群三个方面综述了木质纤维素微生物降解研究进展,着重介绍了组学技术在解析复合菌群作用机理方面的现状和应用前景,以期为探索微生物群落协同降解木质纤维素的机理提供借鉴。     

糠醛及其衍生物微生物降解(转化)研究进展

对糠醛及其衍生物微生物降解(转化)机制进行了系统性阐述,介绍了一些代表性的降解(转化)菌株的驯化和筛选、降解(转化)途径及应用等。并且对糠醛及其衍生物的生物降解(转化)进一步研究的方向提出了看法。     

表面活性剂影响微生物降解多环芳烃的研究进展

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的强疏水性是阻止其在土壤和水环境中微生物降解的主要因素。表面活性剂由于能够提高PAHs的表观溶解度而在PAHs的微生物降解中得到了广泛研究。截至目前,有关化学或生物表面活性剂促进PAHs的微生物降解已有大量报道,然而也有学者发现了表面活性剂对PAHs微生物降解的抑制作用。本文从表面活性剂类型与毒性、PAHs增溶、传质强化、细胞表面性质和环境因素等方面综述了表面活性剂影响PAHs微生物降解的最新进展,并对这2种冲突性的研究成果进行了阐释。此外,介绍了浊点系统促进PAHs微生物降解的新方法。最后,对表面活性剂影响微生物降解PAHs的研究前景进行了展望。     

细菌降解萘、菲的代谢途径及相关基因的研究进展

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类在环境中广泛存在的具有毒性的污染物,微生物降解是其在自然界中降解的主要途径,因而尤为重要。随着研究的深入,关于微生物降解PAHs的分子降解机制、途径等的认识逐渐积累。以下对细菌降解萘、菲的研究进展进行了概述,介绍了萘的水杨酸降解途径,菲的水杨酸、邻苯二甲酸及其他降解途径,同时也包括降解过程中涉及的降解基因簇,如nah-like、phn、phd、nid和nag等以及细菌在PAHs胁迫条件下其他相关基因的表达与调节等方面的最新进展。这些进展可为降解菌株的分子及遗传机制研究提供理论依据,将促进通过基因工程优化降解菌、更有效地检测PAHs环境污染及实现PAHs污染的生物修复。     

石油中长链烷烃微生物降解及分子机制研究进展

中长链烷烃是石油烃中的重要组成部分,由于其疏水性强、黏度大、化学活性低、难降解,是地下原油黏度大、石油采收率低、泄漏后长期污染生态环境的重要原因,因此成为提高石油采收率和石油污染环境治理中的重要降解目标。微生物降解中长链烷烃作为一种新型高效的绿色技术日益受到重视。本文总结了微生物降解中长链烷烃的间期适应与转运过程,与转运过程相关的膜蛋白,微生物好氧与厌氧降解的代谢途径,以及好氧降解过程中的基因调控机制,并对微生物降解中长链烷烃的研究方向提出了展望,以期为后续的相关研究工作提供参考。