低温条件下恩诺沙星的微生物降解研究.pdf
《低温条件下恩诺沙星的微生物降解研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《低温条件下恩诺沙星的微生物降解研究.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、生态与农村环境学报,():收稿日期:基金项目:国家重点研发计划():苏一鸣,王英刚,蔺昕,等低温条件下恩诺沙星的微生物降解研究生态与农村环境学报,():,():低温条件下恩诺沙星的微生物降解研究苏一鸣,王英刚,蔺 昕,李晓军(沈阳大学环境学院,辽宁 沈阳;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁 沈阳)摘要:在我国高纬度和高海拔地区,低温微生物污染介质的长期高效稳定修复的应用前景广阔,但特定场景下的菌种资源挖掘还处于初期阶段。以污染土壤中常见的喹诺酮类抗生素恩诺沙星为目标污染物,从低温地区畜禽粪便堆放地土壤中筛选得到 株恩诺沙星低温高效降解菌(,普罗威登斯菌属)、(,肠杆菌属)、(,普罗威登斯菌属)
2、、(,产碱杆菌属,嗜盐菌),并评估了这 种菌株的降解效率。结果表明,种菌株在中性或低碱环境(畜禽粪便堆放地)、的温度范围内均能生长;低温较常温条件下显著抑制了 株菌的生长和对恩诺沙星的降解。、条件下无菌对照组恩诺沙星的自然降解率分别为 、和。条件下,投加量 为的、和 对恩诺沙星的降解率在第天达到峰值,分别为 、和 。在 条件下,、和 对恩诺沙星的降解率在第 天达到峰值,分别为、和;则在第 天达到峰值。种菌株均可用于低温区恩诺沙星污染介质的修复。该研究可为我国高纬度和高海拔地区抗生素污染土壤修复提供技术支撑。关键词:畜禽粪便;恩诺沙星;低温降解菌;生物修复;土壤;降解中图分类号:文献标志码:文章
3、编号:(),(,;,):,(),(),()(),(),(),:;第 期 苏一鸣等:低温条件下恩诺沙星的微生物降解研究 恩诺沙星(,)是一种人工合成的动物专用喹诺酮类抗生素,具有抗菌谱广、活性强等特点,常用于畜禽感染性疾病的预防和治疗。进入畜禽体内的抗生素不会被全部吸收,约有会随着尿液或粪便排出至环境中。是一种两性分子(,),正常环境下亨利定律常数极低,挥发损失可忽略不计,但其辛醇水分配系数()较低,易在土壤中积累和迁移,检出率高,威胁生态系统安全。研究发现,在我国畜禽粪便中最常检出的抗生素为喹诺酮类,其中猪粪中 平均检出含量达 。我国农田土壤中 的检出率高,残留含量范围为 ,均值介于 之间,最
4、大值接近澳大利亚农田土壤标准值()的 倍。长三角典型城郊地区农田、林地和园地的 检出率高达 以上,农田的检出率达。邰义萍等调查了东莞市 个区镇 个代表性蔬菜基地土壤中喹诺酮类抗生素的含量,结果表明 种喹诺酮类抗生素的检出率均在 以上,以恩诺沙星(平均含量 )为主,部分含量超过了抗生素生态毒害效应触发值()。邰义萍等研究珠江三角洲地区长期施用粪肥的无公害蔬菜生产基地发现,土壤中喹诺酮类抗生素平均含量为 ,恩诺沙星的检出率为,平均含量为 。微生物修复是解决土壤抗生素污染问题的有效手段。王强锋等从重金属污染的土壤中分离筛选出 株能降解土霉素、诺氟沙星、磺胺二甲嘧啶的真菌菌株,其中菌株 在初始质量浓度
5、为 、条件下避光培养 后,对土霉素和诺氟沙星的降解率分别达到 和 。等从加拿大土壤中分离出有效降解磺胺二甲嘧啶的微杆菌()菌株。研究发现,苍白杆菌属()、双头菌属()和戈登氏菌属()对磺胺甲恶唑的降解率为 ;而从菜地土壤中分离得到的埃希氏菌属()和假丝酵母属()对强力霉素的降解率分别高达 和 。史艳可研究发现,菌株 培养 后,对土霉素的平均降解率可达 。可以看出,微生物能够有效降解抗生素,但目前针对低温条件下的菌株筛选和评估工作还不多见。我国北方地区秋冬季气温低,持续时间长,较大限制了中高温菌的应用,因此增强低温降解菌的研究对于低温地区的土壤抗生素污染治理具有重要意义。邢慧珍研究发现,菌株 的
6、最适生长温度为 ,培养 后秸秆降解率为 ,时达 。郭平筛选出 株低温石油降解菌,均能在 降解石油烃,其中菌株 在 、原油初始质量浓度为、菌液接种量 条件下降解 后生物降解率可达 。畜禽粪便堆放地土壤通常具有较高的含盐量和抗生素含量,因此筛选耐盐的恩诺沙星降解菌十分必要,目前关于适应北方低温耐盐环境的恩诺沙星降解菌还鲜见报道。笔者以污染土壤中常见的喹诺酮类抗生素恩诺沙星为目标污染物,利用低温地区畜禽粪便堆放地土壤,筛选出恩诺沙星低温高效降解菌,在明确降解菌的生长和降解特征基础上,研究低温对菌株生长和恩诺沙星降解能力的影响,为适用于北方低温地区抗生素污染土壤生物修复技术的构建提供基础。材料与方法
7、实验材料 试剂与培养基无机盐()培养基:水、()、葡萄糖,值为 。培养基:水、胰蛋白胨、酵母粉、,值为 (固体培养基加 琼脂)。恩诺沙星储备液:准确称取恩诺沙星标准品 ,用(乙腈)(水)超声溶解并定容于 容量瓶中,配制成 为 的恩诺沙星标准液,在 冰箱中避光保存,个月内使用。实验中用到的各浓度梯度标准液()均用甲醇(甲酸)稀释。低温恩诺沙星降解菌的筛选考虑到高纬度和高海拔地区的低温特点,采集辽宁省海城市和青海省西宁市某畜禽养殖场粪便堆放区土壤,应用梯度驯化培养技术,分离筛选出低温高效恩诺沙星降解菌。称取 冷鲜土样置于装有 无机盐()培养基的锥形瓶中,按 接种量进行梯度驯化培养,将恩诺沙星储备液
8、稀释至 后,加入培养基各 、,使培养基中恩诺沙星浓度分别为、,生 态 与 农 村 环 境 学 报第 卷、避光振荡,依次培养 。经 次梯度培养后,选择 浓度下能够耐受恩诺沙星的混合菌液转接到含有 恩诺沙星的固体 培养基上进行划线培养,避光条件下每隔 对生长出来的微生物进行转接,共转接 次,使得培养基中菌株得以分离纯化,最终获得若干单一菌株。将分离纯化的单一菌株以 接种量接种到恩诺沙星含量为 的 培养基中进行降解实验,、避光振荡培养 ,测定培养基中恩诺沙星的含量,最终筛选出 株恩诺沙星高效降解菌、用于后续实验。上述菌株经上海生物工程有限公司鉴定,为普罗威登斯菌属(),为肠杆菌属(),为普罗威登斯菌
9、属(),为产碱杆菌属()。菌株生长和降解特征 菌株的生长曲线向 液体培养基中加入 种菌悬液 (不投加恩诺沙星),、避光振荡培养 ,分别在、取样测定菌液浓度。值对菌株生长的影响针对 种菌株,向 液体培养基中加入菌悬液各 ,每株菌利用 或 溶液再设置不同的 值处理(、),每种处理均设置 个重复,、避光振荡培养,由菌株生长曲线可知,培养 菌液 达到峰值,因此培养 后取样测定 种菌株在不同 值处理浓度菌液下的。菌株对恩诺沙星的降解能力考虑到北方秋冬季气温在 以下,因此测定 环境下菌株对恩诺沙星的降解能力。向 液体 培养基中加入恩诺沙星标准储备液 ,使恩诺沙星的浓度为 ,再加入 种菌悬液 ,、避光振荡培
10、养,为排除细菌吸附作用对恩诺沙星浓度的影响,分别设置不接菌的培养基和灭活菌液的对照处理,分别在、取样测定培养基中恩诺沙星的含量,每个处理设置 个重复。低温对菌株生长及其对恩诺沙星降解能力的影响 低温对菌株生长的影响向 液体 培养基中加入 种菌悬液,在、温度下,避光振荡培养 ,分别在、取样测定菌液浓度,直到菌株死亡,每种处理设置 个重复。低温对菌株恩诺沙星降解能力的影响鉴于实际水体中恩诺沙星的检出量多在 以下,因此选择 为恩诺沙星初始浓度。向 液体 培养基中加入恩诺沙星标准储备液 ,使恩诺沙星的质量浓度为,再加入 种菌悬液 ,分别在、温度下 避光振荡培养,不接菌的空白培养基作为对照。由低温对菌株
11、生长的影响结果可知,种菌液在培养 时菌液浓度 达到峰值,对恩诺沙星的降解效果最好,因此选在第 天取样测定培养基中恩诺沙星的浓度,每个处理设置 个重复。样品检测与分析菌液浓度()测定:用分光光度计测定细菌培养液在 处的吸光值()。超过,则稀释适当倍数后测定。样品前处理:实验样品取样测定时,取 摇匀的待测菌液,用 孔径无菌滤膜过滤至 液相进样瓶中,避光保存于 冰箱。恩诺沙星浓度测定:利用超高效液相三重四级杆质谱联用仪(,美国 )进行测定。色谱条件:采用 (,)色谱柱,柱温 ,柱平衡时间 ,流速 ,进样量 。流动相为 乙酸铵溶液(含 甲酸)乙腈,梯度为 (相,相)、(相,相)、(相,相)、(相、相)
12、、(相、相)。质谱条件:采用三重四级杆质谱检测器、电喷雾离子源()、多反应离子监测()模式。辅助气体 ,喷雾电压 ,气帘,蒸汽温度 ,恩诺沙星母离子 为 ,子离子 为 ,碰撞电压,锥孔电压 。在 浓度范围内基准曲线的 ,回收率测定采用实际样品加标的回收率,测得加标回收率为 ,相对标准偏差()低于,空白对照组中均未检出恩诺沙星。数据处理方法恩诺沙星降解率()计算公式为 第 期 苏一鸣等:低温条件下恩诺沙星的微生物降解研究()。()式()中,为接菌处理的恩诺沙星浓度,;为 不 接 菌 对 照 处 理 的 零 时 恩 诺 沙 星 浓 度,。运用单因素方差分析()比较各数据间的差异性,所有统计分析均在
13、 中完成,运用 进行图表绘制,图表中数据为平均值标准差。结果与分析 菌株的特征 菌株的生长特征图 表明了 种菌株在 条件下培养的生长过程差异。种菌株的生长过程均经历先上升后达到稳定的过程,同一菌株不同培养时间 具有显著性差异()。不同菌株达到稳定的时间存在差异,和 菌生长极为迅速,接近稳定期,分别达到峰值 和 ,随后略有下降,但两者间无显著性差异();菌初期生长速率显著低于 和(),接近稳定期,达到峰值 ;菌培养初期生长速率极为缓慢,显著低于其他 株菌(),接近稳定期,达到峰值 ,显著高于其他 株菌(),随后略有下降。图 种菌株的生长曲线 培养基 值对菌株生长的影响图 表明了 值对 种菌株生长
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 低温 条件下 恩诺沙星 微生物 降解 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。