1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1.课题研究意义及前景:
除草剂的使用使得粮食产量和品质得到了大幅度的提高,人们从中获益匪浅[1]。然而除草剂的大量使用对环境产生了很大的影响。在过去几十年里由于除草剂等农药的大规模使用,许多的芳香族化合物被释放到了环境中,大量的这些化合物,特别是其中的氯代化合物仅仅很少量也具有毒性而且在环境中残留时间很长,大量研究表明土壤,水,空气,生物等都是除草剂及其代谢产物的大本营,对地下水,空气等都造成了不同程度的污染,甚至有些对动植物具有毒性,影响动植物的生长发育[2]
麦草畏又称百草敌、麦草威,化学名为3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸,属安息香酸系除草剂[3],具有内吸传导作用,用于苗后喷雾,药剂能很快被杂草的叶茎根吸收,通过韧皮部向上、下传导,多集中在分生组织及代谢活动旺盛的部位,阻碍植物激素的正常活动,从而使杂草死亡。对一年生和多年生阔叶杂草有显著防除效果,而对禾本科作物则较安全[4]。
2. 研究的基本内容和问题
1.工作假说
我们已经分离到一株能够降解麦草畏(3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸)及其中间代谢产物dcsa(3,6-二氯水杨酸)的菌株,现在液相质谱技术飞速发展,因此我们可以通过高效液相色谱和质谱技术来鉴定菌株降解dcsa(3,6-二氯水杨酸)过程中的代谢产物,从而确定其代谢途径。其次分子生物学技术发展的越来越好,基因组测序工作越来越成熟,方便,所以我们可以通过对降解菌株进行全基因组测序,再进行比对分析找到可能的降解基因,进而深入地研究该菌株降解dcsa(3,6-二氯水杨酸)的分子机制,综上所述3,6-二氯水杨酸的降解代谢途径及其分子机制地研究可以有序细致地开展。
2.研究内容
3. 研究的方法与方案
实验设计
1.实验材料
(1)菌株:本实验室分离到的降解麦草畏及dcsa(3,6-二氯水杨酸)的菌株,实验室保藏的其他有用菌株。
4. 研究创新点
3,6-二氯水杨酸是麦草畏降解的中间代谢产物,也是氯代芳香化合物,残留期长,在各种降解途径中,生物降解具有安全、高效并且无二次污染等优点,是一种有效的降解途径[20]。而微生物由于广泛分布、极强的适应能力、快速的生长能力和易变异的能力,在进化过程中许多微生物慢慢具备了降解这些化合物的能力,对于除草剂及其代谢产物的降解矿化有重要作用。所以大量有效的微生物降解菌株是一笔巨大的财富,但是目前国内外关于具有降解3,6-二氯水杨酸的能力的微生物报道较少,关于其降解代谢途径及其分子机制的报道则更为少见,所以研究微生物对3,6-二氯水杨酸的降解代谢途径及其分子机制具有重要理论义和应用价值。
5. 研究计划与进展
研究计划:2014.9.-2014-10.:查阅相关文献
2014.11-2015-4.:
预期结果与存在问题:从目前的研究来看,本研究虽然筛选到了一株能够高效降解麦草畏及3,6-二氯水杨酸的菌株,但由于目前对这类除草剂的降解途径及其中间产物仍有待进一步研究,所以对于其降解产物的推断,检测方法的选择,分子机制的研究等问题需要不断探索。
