砖红壤性水稻土百草枯/2,4-D厌氧降解的Fe(III)/腐殖质呼吸驱动机制

批准号:
41101477
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
武春媛
依托单位:
学科分类:
D0711.污染物环境行为与效应
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓晓、楚小强、崔艳梅、陈楠、于爱琛
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中文摘要
砖红壤性水稻土主要分布在热带地区,百草枯与2,4-二氯苯氧乙酸是热区水稻土中主要有机污染物。本项目针对富铁水稻土中Fe(III)/腐殖质呼吸强烈发生的特点,及百草枯厌氧氧化与2,4-D还原转化特征,提出Fe(III)/腐殖质协同驱动的百草枯/2,4-D微生物─化学厌氧降解机制。主要研究内容为:以百草枯作为电子供体,从砖红壤水稻土中富集分离高效Fe(III)还原菌,探讨其厌氧呼吸特性;研究百草枯/还原菌/Fe(III)/腐殖质/2,4-D纯培养体系中百草枯与2,4-D的降解动力学及降解途径,阐明Fe(III)/腐殖质呼吸驱动百草枯/2,4-D协同降解机制;构建土壤/百草枯/2,4-D体系,进一步验证该降解机制,并探讨砖红壤中不同形态铁氧化物及腐殖质组分对降解的影响,确定关键因子,为揭示砖红壤区域典型污染物环境行为提供科学依据。
英文摘要
本项目针对富铁水稻土中Fe(III)/腐殖质呼吸强烈发生的特点,以土壤中大量使用的除草剂百草枯为目标物,研究Fe(III)/腐殖质/百草枯/还原菌复杂体系中百草枯降解转化机制。.主要内容与进展如下:.1) 分离纯化并鉴定出5株Fe(III)/腐殖质还原菌,其中2株菌耐受百草枯;.2) 菌株HN01、PQ01和PQ02的Fe(III)/腐殖质还原能力较强、电子供体利用谱和电子受体谱较宽,是较为理想的胞外呼吸模式菌株,在污染控制领域具有潜在的应用前景。菌株HN01能以葡萄糖、蔗糖、乙醇、甲醇、丙三醇为电子供体还原AQDS,还原能力依次递减;能以针铁矿、纤铁矿、赤铁矿、p’p-DDT为电子受体进行胞外呼吸。PQ01能以百草枯、葡萄糖、蔗糖、丙酮酸、甲酸及乙酸为电子供体进行Fe(III)/腐殖质还原,利用能力依次递减,对TBBP-A、DDT产生直接降解作用,并且能以DDT为电子受体进行胞外呼吸而使DDT还原降解。菌株PQ02能以百草枯、葡萄糖、蔗糖、丙酮酸、甲酸、乳酸为电子供体,以腐殖质/Fe(III)氧化物为电子受体进行胞外呼吸。.3) 建立了还原菌-腐殖质/铁氧化物-百草枯体系,阐述了铁/腐殖质转化-还原菌与百草枯降解转化的生物化学过程,揭示了该体系下百草枯的厌氧降解转化机制:①菌株对百草枯的直接生物降解;②百草枯作为电子供体,通过给出电子而被氧化降解,同时体系中部分铁氧化物及腐殖质作为电子受体,接受电子而还原;③百草枯与体系中还原产生的醌类还原产物进行直接的化学反应;④外加碳源通过促进铁/腐殖质还原加速百草枯的降解。.4) 土壤体系中研究了百草枯降解机制,供试土壤中百草枯的降解转化需要微生物的参与,厌氧比好氧条件更有利于百草枯的微生物降解。腐殖质还原菌与腐殖质协同促进百草枯降解。.本项目研究为理解富铁/腐殖质土壤中连吡啶类除草剂自然消减过程与机理提供理论依据,同时为建立基于Fe(III)/腐殖质呼吸的污染土壤调控或修复策略提供技术支撑。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
emKocuria rosea/em HN01, a newly alkaliphilic humus-reducing bacterium isolated from cassava dreg compost
Kocuria Rosea HN01,一种从木薯渣堆肥中分离出来的新嗜碱腐殖质还原细菌
DOI:--
发表时间:--
期刊:Journal of Soils and Sediments
影响因子:3.6
作者:Wu Chun-yuan;Chen Nan;Li Hong;Li Qin-fen
通讯作者:Li Qin-fen
DOI:--
发表时间:2014
期刊:农药
影响因子:--
作者:陈珊珊;邓晓;刘景坤;李勤奋;武春媛
通讯作者:武春媛
DOI:--
发表时间:--
期刊:Journal of Soils and Sediments
影响因子:--
作者:Wu Chun-yuan;Chen Nan;Li Hong;Li Qin-fen;
通讯作者:
DOI:--
发表时间:2013
期刊:华北农学报
影响因子:--
作者:陈楠;邓晓;邹雨坤;武春媛;李勤奋
通讯作者:李勤奋
Humic substance-mediated reduction of iron(III) oxides and degradation of 2,4-D by an alkaliphilic bacterium, Corynebacterium humireducens MFC-5.
腐殖质介导的铁 (III) 氧化物还原和嗜碱性细菌(腐殖棒杆菌 MFC-5)降解 2,4-D
DOI:10.1111/1751-7915.12003
发表时间:2013-03
期刊:Microbial biotechnology
影响因子:5.7
作者:Wu CY;Zhuang L;Zhou SG;Yuan Y;Yuan T;Li FB
通讯作者:Li FB
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