细菌聚生体和复配菌群高效降解阿特拉津的分子机理及污染土壤的生物修复

阿特拉津是一种三嗪类除草剂，已被确认是内分泌干扰剂，受到各国政府的监控。这种除草剂的广泛使用造成对土壤、地下水和表面水的严重污染，所以有关它的生态风险、生物降解和污染土壤生物修复的研究引起高度重视。本项目研究包括三项内容：1、从工业废水中分离快速降解阿特拉津但降解不完全的细菌菌群，与阿特拉津降解完全但降解速度慢的假单胞菌ADP菌株混合并进行长期驯化培养，筛选能快速、完全降解阿特拉津的细菌聚生体，阐明聚生体的遗传结构和降解机理；2、从污染土壤和工业废水中分离降解阿特拉津的细菌菌株，然后用不同种类和不同降解特性的菌株进行复配，筛选降解速度快并且降解完全的复配菌群，研究复配菌群的降解特性和降解机理；3、用细菌聚生体和复配菌群对阿特拉津浓度为100 mg/kg的污染土壤进行生物修复，20天后阿特拉津去除率达到99％以上。上述研究结果将为大规模阿特拉津污染土壤的生态修复工程奠定理论和技术基础。

除草剂阿特拉津是一种内分泌干扰剂，已被广泛使用50多年，造成对土壤、地下水和表面水的污染，有关这种除草剂的生态风险、生物降解机理和污染土壤生物修复的研究引起高度重视。本项目研究包括三项内容：（1）培育和筛选能快速、完全降解阿特拉津的细菌聚生体，阐明聚生体的遗传结构和降解机理；（2）筛选降解速度快并且降解完全的复配菌群，研究复配菌群的降解特性和降解机理；（3）用细菌聚生体和复配菌群对阿特拉津浓度为100 mg/kg的污染土壤进行生物修复，30℃保温20天后阿特拉津去除率达到99％以上。. 上述三项任务都已圆满完成，此外，还增加了阿特拉津降解菌株的遗传和生理多样性研究，取得下列创新性实验结果：（1）从工业废水中分离快速降解阿特拉津但降解不完全的细菌菌群1个，与阿特拉津降解完全但降解速度慢的假单胞菌ADP菌株（国外引进）混合并进行长期驯化培养，筛选出能快速、完全降解阿特拉津的细菌聚生体1个，用其对阿特拉津浓度为100 mg/kg的污染土壤进行生物修复，20天后阿特拉津去除率为99％，好于文献报道的水平。聚生体由两个菌株组成，一个是来自混合菌群的节杆菌AD25，另一个是假单胞菌ADP的变异菌株ADP-V，前者含有trzN-atzBC基因，后者含有atzADEF基因。（2）从多个阿特拉津降解菌的混合菌中筛选到2个优良组合，即节杆菌AD30和假单胞菌AD39,以及节杆菌AD32和假单胞菌AD35，它们都含有trzN-atzBC基因，用AD32和AD35混合菌对阿特拉津浓度为200 mg/kg的污染土壤进行生物修复，2天后阿特拉津去除率达到100％，达到国际领先水平。（3）对27个分离自工业废水的阿特拉津降解菌株进行的降解基因PCR检测、rep-PCR分析以及氮源和碳源利用实验表明，它们具有遗传和生理多样性，并首次发现节杆菌AD1、AD3和AD25具有新的降解基因组成：trzN-atzABC。一个菌株同时含有能水解阿特拉津的TrzN和AtzA两种酶，可以扩大细菌对三嗪类除草剂的降解范围，增加细菌对环境的适应性。. 本研究共发表EI收录论文1篇、ISTP收录论文1篇、国内核心期刊论文3篇，提交SCI论文1篇，申报发明专利1项。