土壤有机农药污染微生物修复及降解菌基因工程研究进展.pptx

摘要
农药是一类重要的环境污染物,给全球生态环境带来严重问题。
微生物修复技术是利用微生物的生命活动对有机农药的降解作用使受污染土壤恢复到健康状态的过程。
本文综述了微生物强化修复的研究热点问题及农药降解菌筛选和降解途径的研究,并阐述了农药降解基因工程菌构建研究中所存在的问题。
引言
有机农药是人们主动投放于环境中数量最大、毒性最广的一类化学物质。许多农药对人和非靶动物具有内分泌干扰作用、“三致”作用(致癌、致畸和致突变)或潜在“三致”作用。
无论采用什么方式施药,大部分有机农药都直接进入土壤,农药的长期施用已使土壤环境受到普遍污染。。
在生态系统中,微生物对环境中残留农药的降解起着重要的作用。从自然环境中驯化和筛选出来的土著微生物对农药有一定的降解作用,但是其降解效率受微生物对污染物降解能力和诸多环境条件的限制。因而,人们引入一项新兴的生物技术——构建高效基因工程菌,来提高对污染物的降解效率和适应各种环境条件。
1 有机农药污染土壤的微生物修复概述
微生物修复概述
微生物修复是利用微生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物的浓度,使受污染土壤恢复到健康状态的过程。
微生物修复技术可分为:原位修复、现场修复和异位修复
生物强化技术
在具体修复工程中,如果土壤中的土著微生物不能满足要求(如降解效率太低等),就要采用生物强化技术。
生物强化技术就是用改良微生物组成来改善对污染物的处理效果。
目前的生物强化技术主要是指在生物处理系统中投加具有特定功能的微生物来改善原有系统的处理效果。
一般投加到处理系统中的微生物可以是原处理体系的,经驯化、富集、筛选、培养使原系统的微生物组成形成对某些难降解有机物有更强去除效果的稳定微生物体系。
另一种方式是向处理系统中投加原来不存在的外源微生物,使体系原本无法处理的污染物得到有效去除。
通常这2种强化方法在实际应用中都有采用,这主要取决于原有处理系统中的微生物组成和所处的环境。

首先,虽然已经筛选到许多有机农药降解菌,但高效菌种不多;
其次,降解菌的降解谱不够广,不能完全代谢有机农药中各组分;
另外,许多实验室得到的高效降解菌在实际应用中效率不高,修复效果不理想。
分子生物学的发展为人们提供了修饰微生物遗传组成的技术,可构建新的微生物。这些新的微生物具有现有微生物不具备的分解代谢能力,或者能在现有微生物不适合的条件下进行分解活动。这对于提高降解速率、增强生物修复效果是非常重要的。

构建高效降解菌的基本策略可从优化污染物的降解途径、提高污染物的生物可利用性和增强降解菌的环境适应性等方面考虑。
基本思路有重组互补代谢途径及改变污染物代谢产物流向、重组表面活性剂编码基因、重组污染物跨膜转运基因等。
主要构建技术有基因工程技术、细胞工程技术等,其中细胞工程技术主要是细胞融合技术。
农药的生物降解性研究是构建基因工程菌的前提和基础,
主要包括农药降解菌株的筛选及其降解特性研究和农药降解途径与降解酶的研究。
农药降解菌的筛选及其降解特性的研究
为获取降解农药的微生物菌株,可以从现已收藏的菌种中筛选,亦可以从污染环境中直接筛选或经富集培养获得。
降解菌的富集培养方法主要有:液体培养法、土壤环流法、连续流动法。
通常是从长期被某种农药污染的土壤、水体或底泥中取样经富集培养,再经固体培养分离纯化得到所需菌株。