降解氯氰菊酯光合细菌的分离鉴定及降解特性研究
尹乐斌1，张德咏1,2，刘勇1,2*，张松柏2，何明远2，刘绍文2，罗香文2 【摘 要】摘要：从农药厂污水处理池的活性污泥中分离到一株高效氯氰菊酯农药降解菌，命名为 PSB07-13。根据该菌体培养特征、菌落形态特征、活细胞光谱吸收特征、生理生化特性、光合作用内膜系统结构类型，并结合16S rRNA (Genebank Accession NO.EU366142)序列相似性分析，将其鉴定为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)。利用气相色谱对PSB07-13的降解能力进行了测定，结果表明：该菌培养6 d后，对50 mg·L-1的氯氰菊酯的降解率达到80.94%。降解特性研究结果表明：该菌在含氯氰菊酯培养基中的最适生长温度为30 ℃、pH为7.0及光照强度为7500 lx；该菌不能以氯氰菊酯为唯一碳源和能源生长；该降解菌还能较好地降解甲氰菊酯、联苯菊酯、溴氰菊酯等菊酯类农药。该农药残留降解菌可以用于农药厂有机废水处理及农田农药残留降解，具有一定的应用前景。 【期刊名称】生态环境学报 【年(卷),期】2010(019)008 【总页数】6
【关键词】光合细菌；氯氰菊酯；红假单胞菌；降解特性
拟除虫菊酯类农药是一类广谱、高效、低毒杀虫剂，自20世纪70年代问世以来，新品种不断涌现，销量猛增，现已占世界农药市场的1/4。其中，氯氰菊酯(Cypermathrin)广泛应用于蔬菜、茶树、瓜果等多种农作物上，挽回了大量因害虫造成的经济损失。由于该类农药对光、热较稳定，加上长期超量使用，很多害虫对其产生了抗药性[1-2]，同时也造成了农作物及土壤中此类农药的大
量残留[3-4]，给生态环境及人类自身的健康带来了严重的威胁[5-7]。因此，对此类农药污染进行治理已刻不容缓，以生物修复为理论基础的农药残留微生物技术已逐渐成为一种重要途径。
大量研究表明，微生物降解是消除农药残留污染的主要途径，目前分离得到能降解氯氰菊酯的微生物主要有微球菌属(Micrococcus sp.)[8]、假单胞菌属(Pseudomonas)[9-11]、Starkeya sp.[12]、红球菌属(Rhodococcus sp.)[13-14]等。但利用光合细菌降解菊酯类农药残留的还鲜见报道[15-16]。光合细菌(Photosynthetic Bacteria，简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的一类细菌，由于其具有独特的代谢方式(固氮、脱氢、固碳、硫化物的氧化和光合生长)，因而在农业、畜牧及水产养殖中广泛应用[17]。笔者从农药厂污水处理池的活性污泥中分离到几株能降解氯氰菊酯的光合细菌，对其中降解效果较好的PSB07-13菌株进行了鉴定及初步的降解特性研究。该研究不仅丰富了微生物降解菌资源，并为大规模生产该降解菌菌剂和应用于农业生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 样品来源
分离菌种的样品采自某农药厂污水处理池的活性污泥。 1.2 主要试剂、培养基
98%氯氰菊酯标准样品(购自天津东方绿色技术发展有限公司)，25%氯氰菊酯EW(山东联合农药工业有限公司惠赠)；其他农药残留检测试剂均为色谱纯，农药残留检测分析在湖南省农业科学院环境安全评价中心完成。
富集培养基(1 L)：10 g蛋白胨，2.0 g NaC1，1.5 g KH2PO4，1.0 g葡萄糖，
ddH2O定容至1000 mL，pH 7.0，分装成每小瓶120 mL，经115 ℃，灭菌20 min。分离、纯化培养基为含1.3%和1.8%琼脂的富集培养基。 1.3 降解菌株的富集和分离
将采集的农药厂的污泥土样5 g和20 mL废水配制成25%的悬浮液，以10%的接种量接到含20 mg·L-1氯氰菊酯的富集培养基中，在30 ℃，7500 lx的人工智能光照培养箱中培养8~10 d，期间每天摇匀3~5次。待培养瓶底部培养基变红后，取3 mL培养基接入新鲜的富集培养基(含有50 mg·L-1氯氰菊酯)中并在相同条件下培养7~8 d。依据前面的方法连续富集培养10次，氯氰菊酯的浓度也逐渐提高到500 mg·L-1。将富集到的农药降解菌用无菌水作10倍梯度(10-1、10-2、10-3、10-4、10-5)稀释，分别取0.3 mL悬液涂布在含有50 mg·L-1氯氰菊酯的双层夹心分离培养基[24]上光照培养；当平板出现菌落时，用灭菌的牙签挑取单菌落于富集培养基中光照培养，反复划线、挑取单胞纯化5次。将生长快、菌落规则、传代稳定的单菌落斜面保存，编号为PSB07-13。将纯化后的PSB07-13菌落接入含有50 mg·L-1氯氰菊酯的富集培养基光照培养6 d，测定其降解率；以含相同质量浓度的氯氰菊酯、相同培养条件及不接菌的培养基为对照。 1.4 菌株的鉴定
1.4.1 菌株的生理生化特性
菌株的形态及生理生化特性参考文献[18-20]的方法进行。 1.4.2 菌落及菌体形态观察
观察平板上生长的单菌落形态及特征；菌体形态采用光学显微镜与电子显微镜（JEXL-1230，日本电子公司）观察相结合。电镜观察细菌鞭毛、繁殖方式及
降解氯氰菊酯光合细菌的分离鉴定及降解特性研究
