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异菌脲降解菌Y-19的鉴定及其降解特性

文献类型： 中文期刊

作者： 潘虎 1 ;

作者机构： 1.西藏自治区农牧科学院农业质量标准与检测研究所

关键词： 异菌脲;农药残留;3,5-二氯苯胺;降解特性;拟节杆菌属;降解途径;降解基因

期刊名称： 西北农林科技大学学报(自然科学版)

ISSN： 1671-9387

年卷期： 2024 年 52 卷 011 期

页码： 121-131

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】明确菌株Y-19的种属及其异菌脲降解特性，挖掘青藏高原地区异菌脲高效降解微生物资源，以期解决西藏地区大棚土壤环境中异菌脲的残留问题，确保该地区大棚种植土壤及蔬菜的质量安全。【方法】以异菌脲高效降解菌株Y-19为研究对象，采用多相分类方法开展该菌株的种属鉴定，采用GC-ECD法和GC-MS法分析该菌株的异菌脲降解途径及降解特征，分别以异菌脲初始质量浓度、温度、pH值、接种量和NaCl质量分数等为因子，探究该菌株的最佳降解环境条件，并采用比较基因组学挖掘该菌株的异菌脲降解基因。【结果】多相分类鉴定结果表明，菌株Y-19为烟碱拟节杆菌(Paenarthrobacter nicotinovorans),其能够将异菌脲先降解为N-(3,5-二氯苯基)-2,4-二氧代咪唑烷和异丙基氨基甲酸，其次再将N-(3,5-二氯苯基)-2,4-二氧代咪唑烷降解为N-[[(3,5-二氯苯基)氨基]羰基]甘氨酸，最后将N-[[(3,5-二氯苯基)氨基]羰基]甘氨酸降解为3,5-二氯苯胺和氨基甲酸。菌株Y-19的最佳异菌脲降解环境条件为：温度25℃、pH 7.0,NaCl质量分数0.0%～1.0%、接种量5%和异菌脲初始质量浓度100 mg/L。在最佳条件下菌株Y-19可在14 h完全降解100 mg/L异菌脲，异菌脲降解率为100%,最终生成48.8 mg/L 3,5-二氯苯胺。菌株Y-19含有高度相似的异菌脲降解基因ipaH,ddaH和duaH,上述基因编码的水解酶能够使异菌脲及其降解产物结构中的酰胺键(―CO―N=,包括肽键―CO―NH―)发生水解反应。【结论】烟碱拟节杆菌(Paenarthrobacter nicotinovorans)Y-19是降解异菌脲效率较快的菌株，节杆菌属(Arthrobacter)和拟节杆菌属(Paenarthrobacter)可能是参与异菌脲降解为3,5-二氯苯胺的主要细菌种类。

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