1. 研究目的与意义
研究目的:采用白腐真菌Trametes versicolor直接降解和利用发酵制备的生物酶如漆酶、植酸酶、酯水解酶等对主要的农药残留进行降解试验,本课题主要降解对象为果蔬等农产品上的有机磷类农药残留,探索其降解的最佳条件和降解的机理。
研究意义:有机化学农药以其见效快、防治谱广、性质稳定、便于贮运和价格低廉等优点,而在防治农作物病虫草害及消灭卫生害虫、疾病等方面发挥着巨大作用。但是,大量使用农药也带来了环境污染,导致了农药残留增加,从而使农产品品质下降。尤其是有机磷类农药毒性大、性质稳定、农残期长且不易降解,给人类健康带来了严重威胁。有机磷农药的降解主要有生物降解、光化学降解 、化学降解等方式。其中生物降解的作用占重要地位。生物降解,就是通过生物主要是各种微生物所产的酶作用将大分子有毒有机物分解成小分子毒性较小或无毒的化合物的过程。据相关研究表明有些微生物酶具有降解和转化有机农药的巨大潜能。针对不同的有机农药的分子结构的不同,可采用单酶或不同生物酶共同作用等方式,从而达到较理想的转化降解农药残留的目的,提高农产品的品质,有利于我国农产品的出口等,亦有利于人类的身体健康。
2. 国内外研究现状分析
目前对于有机磷农药残留的降解大多为从自然界中筛选的菌种,大多数为能产生磷酸水解酶的细菌等,如华中师范大学高强等人从农药厂附近分离出能降解甲基对硫磷(MP)的蜡状芽孢杆菌,能利用MP和对硝基苯酚(PNP)作为唯一碳源、氮源生长;而利用真菌降解有机磷农药的报道并不多见,而白腐真菌以降解环境污染物而著称,尤其是一些杂环的复杂化合物。
用其来降解有机磷农药应该也会有一定的效果;漆酶是一种蓝铜类多酚氧化酶,目前已有报道用于造纸中的纸浆和废水的处理,而利用漆酶和其他水解酶协同降解有机磷农药残留报道鲜有耳闻,故此课题极具探索与研究价值。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1、相关微生物的培养及相关生物酶的发酵制备和提取纯化;
2、几种典型残留农药的降解试验;
4. 研究创新点
(1)利用白腐真菌降解有机磷农药,并用基因工程菌发酵的漆酶连同其他水解酶协同降解有机磷农药。
(2)通过GC-MS或HP-MS探索降解机理,并对降解条件进行优化,以实现高效的降解效果。
