微生物对有机磷农药的降解
微生物降解有机磷农药的研究进展_郑虹
摘要：果蔬菜等农产品有机磷农药残留越来越严重，利用微生物降解有机磷农药，在改善环境和人们生活质量方面已显得经济而有效。
本文就降解有机磷农药的微生物种类，降解机制及编码降解酶的相应基因，以及工程菌的构建作了综述。
关键词：有机磷农药，降解，微生物，降解酶中图分类号：Ｘ５９２文献标识码：Ａ文章编号：１００８－３４２１（２００８）０２－００２６－０４收稿日期：２００７－１０－１４作者简介：郑虹（１９８１－），女，福建福清人，助理实验师，从事微生物生化研究；汤鸣强（１９６６－），男，福建霞浦人，副教授，从事微生物生化研究。
前言有机磷农药是一类有机磷酸酯类化合物，它具有高效、低残留和使用成本低等特点［１］，是目前农业生产中使用最为广泛的一种杀虫剂。
由于农民盲目施放农药，造成水体、土壤等的农药大量残留，给人们的健康带来很大的伤害，有机磷农药残留和农药中毒事件屡见报道［２］。
自然界中的微生物不仅具有适应环境能力强、代谢类型多样化等特点，而且还能够通过改变自身的酶系来适应环境［３］，因此，加强有机磷等农药的生物降解研究，解决有机磷等农药对环境的污染问题，是人类当前迫切需要解决的问题之一，而利用微生物降解有机磷农药是目前研究较为热门的一个课题。
一有机磷农药的生产和使用现状我国是农业大国，随着科技的发展和进步，在一定程度上，对农药的需求有所减少，即便如此，有机磷等农药在农业上的应用仍占据着重要地位。
据最新资料显示，２００５年，我国农药总产量为１０３．９万吨，其中有机磷农药产品就占到总量的７０％。
目前，世界上的有机磷农药商品达数百种，我国使用的有机磷农药也有３０多种［４、５］，包括杀虫剂，如甲胺磷、对硫磷、敌敌畏、久效磷、乐果、速灭磷、辛硫磷等；杀菌剂，如稻瘟净、克瘟净等；以及其他有机磷产品如有机磷灭鼠剂、有机磷除草剂、生长调节剂等仍有在使用。
二有机磷农药降解菌的研究１降解有机磷农药的微生物菌群土壤中的微生物具有种类多、变异快、适应强等特点，是生物修复的重要资源。
有机磷农药的微生物降解
有机磷农药的微生物降解摘要：现今农业发展过程中应用最普遍，种类最多的农药是有机磷农药，虽然原有的降解有机磷农药的化学、物理方法亦收到良好效果，但随着生物技术的卓越发展，微生物对降解农药尤其是有机磷农药发挥着日益重大的作用。
针对有机磷农药的微生物降解问题提出看法，希望促进农业的现代化发展。
关键词：有机磷农药微生物微生物源酶降解中图分类号：x592 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）004-089-02自1960年以来，众多国家开始限制、禁止使用有机氯农药，其逐步被有机磷农药所替代，有机磷农药具有广谱、高效等众多优点，但是随着农业的卓越发展，其被过多使用，产生的负面效应也日益突显，其不仅污染了水资源，而且致使残留在众多农产品中的农药严重超标，食品污染现象十分严重，最终威胁了人类的生存、发展，继而不利于社会的全面、协调与可持续发展。
至此，保护环境的时代背景下，有机磷农药的微生物降解问题备受世人关注，探究如何充分发挥微生物对降解有机磷农药的作用已成为环境保护的重大课题。
1 降解有机磷农药的微生物品种概述当前，我们主要是从被污染的环境介质（例如：被污染的泥土、土壤）中来获取高效降解菌。
现在人们已经分离出的对有机磷农药降解有良好效果的微生物菌群主要有真菌、细菌、放线菌及一些藻类。
真菌基于其较高的降解能力，人们十分关注，主要有：木霉属、曲霉属、酵母菌及青霉属等。
颜世雷等有关人员经过长时间的摇床驯化培养从被污染的土壤里筛选得到2株曲霉菌株，其能够在高浓度氧化乐果环境下生长。
当温度高达28℃时，其降解氧化乐果的比率高达70.38%及61.28%。
因为细菌具有容易引发突变菌株和生化多适应性的优点，故在微生物降解过程中它具有极高的地位。
目前已经分离出的细菌有：芽孢杆菌属、假单胞菌属、黄杆菌属、节杆菌属、不动杆菌属、沙雷氏菌属等。
例如：以解秀平为代表的有关人员从污水曝气池里分离出一株可以以甲基对硫磷以及其在降解过程中产生的对硝基苯酚是仅有的碳源的节杆菌属，其在5h内降解50mg/l的甲基对硫磷以及对硝基苯酚的比率达到85%与98%。
微生物生态学-9微生物与化学污染物之间的1(精)
C. 与细胞运输有关的抗性机制
降低细胞的运输能力， 降低细胞对金属的渗透能力，
在金黄色葡萄球菌中，存在有Cd2+/2H+抗子， 从而导致细胞抗Cd2+。
细胞存在有效的排出重金属系统，
都可以提供微生物抗重金属的能力。
D.细胞内的隔离作用和解毒作用
在许多真核微生物中，如藻类、酵母和真菌，细胞能把重金属离子Co2+、 Mn2+、Mg2+、Zn2+和K＋累积于细胞内的小气泡中，它们以离子的形式存在或结 合在低分子量的聚磷酸上。 许多微生物可以合成具有结合重金属能力的胞内蛋白质，这些蛋白质可以催化 胞内的金属离子解毒作用，并可以起贮存和调节胞内金属浓度的作用。
一、重金属对微生物的毒性
低浓度下，环境中某些重金属不会对微生物产生不利影响，反 而对它们有利。 原因：
① 一些重金属对于微生物细胞中的酶是必需的成分。 ② 微生物对某些重金属化合物进行氧化过程中可以获得能量
当环境中的重金属超过一定浓度时会对微生物产生毒性效应。
高浓度重金属对微生物的毒性效应
1. 对微生物群体的影响
二、几种主要污染物的危害
1. 重金属
汞：水俣病 砷：中毒，“三致“ 铅：作用于神经系统，紊乱，心肌损伤
2.多环芳香烃 皮肤病、肺癌、胃癌
3.合成洗涤剂 急性中毒和慢性中毒
4. 农药 5. 偶氮染料
有机氯农药引起神经系统损伤； ”三致”； 有机磷农药引起生理功能紊乱，因呼吸衰毒性
2. 水中的污染物
工业排放的废水 生活污水 大气中带来的水 农田水
3. 土壤中的污染物
来源： 生活污水和垃圾、 工业三废和汽车废气、 农业上施用化肥和农药、 某些微生物在土壤中代谢所产生的有毒物质。
《有机磷农药降解》PPT课件ppt课件
真菌中主要分布在以下几个属:
曲霉属(Aspergillus 青霉属(Pinlcielium) 根霉属(Rhizopus) 木霉属(Trichoderma) 镰刀菌属(Fusarium) 头袍菌属(Cephalospporium) 毛霉属(Mucor)
放线菌:主要分布在链霉菌属(Streptomyces) 藻类:主要分布在小球藻属(Chloralla)
某些有机磷农药虽属于禁用或慎用之列， 但由于其有高效、经济的优势，至今仍在 大量生产并应用，造成生态失衡并直接影 响人们的身体健康 .
1、有机磷农药降解微生物的种类
细菌主要分布在以下几个属 : 假单胞菌属(Pseudomonas) 芽胞杆菌属(Bacillus) 节细菌属 (Arthrobacter ) 黄杆菌属(Flauobacteri) 产碱杆菌属((Alcaligenes)
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有机磷农药微生物降解的研究进展
谢年华 李 斌 张 勤 2007304201911 2007304201919 2007304201929
农药的大量生产和广泛应用，虽然给农业 生产带来了丰收，但也给环境带来了日益严 重的污染问题. 有机磷农药(Ops)在杀虫剂中占据重要的地 位，是世界上生产和使用最多的农药品种 .
2、有机磷农药微生物降解的机制
有机磷农药降解方法及应用研究新进展
3、生物法
生物法利用微生物或酶的催化作用降解有机磷农药。微生物降解是通过微生 物体内的酶系统将有机磷农药分解成小分子。这种方法具有环保、经济等优点， 但需要合适的微生物种群和适宜的生长条件。酶降解是有机磷农药降解的另一种 生物法。在酶降解中，特定的酶能够催化有机磷农药的分解反应，将其分解成小 分子。这种方法具有高效、专一性强等优点，但需要寻找合适的酶源，且酶的稳 定性可能影响其应用效果。
四、应用前景
微生物降解技术具有广阔的应用前景。目前，已经开发出了一些基于微生物 降解的生物修复技术，用于治理有机磷农药污染土壤。这些技术包括：
1、生物强化技术：通过添加具有降解能力的微生物，提高土壤中有机磷农 药的降解速率；
2、生物堆肥技术：将有机废弃物与污染土壤混合堆肥，通过微生物的作用 将有机磷农药降解为无害物质；
四、结论
有机磷农药降解方法及应用研究新进展为解决环境和食品安全问题提供了新 的思路和方法。随着科学技术的发展和研究的深入，相信未来会有更多高效、环 保、经济的有机磷农药降解方法被发现和应用，为保护环境和人类健康做出更大 的贡献。
参考内容
有机磷农药（OPPs）是农业生产中广泛使用的一种合成杀虫剂，然而，它的 滥用或不合理使用可能会导致土壤污染。土壤中的有机磷农药对环境和人类健康 构成威胁，因此，研究如何有效降解土壤中的有机磷农药具有重要意义。在这篇 文章中，我们将探讨有机磷农药污染土壤的微生物降解研究进展。
1、物理法
物理法中的热分解和光分解是常见的有机磷农药降解方法。热分解通过加热 将有机磷农药分解成小分子，光分解则利用紫外线、可见光等光源照射有机磷农 药，使其分解成小分子。这两种方法均能有效地降解有机磷农药，但需要较高的 能量输入，且可能产生二次污染。
微生物降解有机磷农药残留的研究进展
微生物降解有机磷农药残留的研究进展何霞;白红娟【摘要】This article focused on the review of the types of microbial degradation of Organophosphorus pesticide,degradation mechanism and degradation genes in recent years and discussed development trend of microbial degradation of organophosphorus pesticide,and exhibited some suggestions for further research.%从微生物降解有机磷农药的种类、降解机理、降解基因等方面综述了微生物降解有机磷农药近年来的研究进展,探讨了微生物降解有机磷农药研究领域的发展趋势及进一步的研究方向,并提出建议。
【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2011(031)004【总页数】3页(P27-29)【关键词】有机磷农药;微生物降解;微生物种类;降解机理;降解基因【作者】何霞;白红娟【作者单位】中北大学化工与环境学院,山西太原030051;中北大学化工与环境学院,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】X965引言我国是一个农业大国，随着科学技术的发展，越来越多的化学试剂被应用于农产品中。
不可否认，农药尤其是有机磷农药的使用使农作物产量得到大幅度增长。
但随之而来的是，喷洒在农作物上的大部分农药残留于土壤中或渗入地下水，环境问题日益突出，人类及其他动物的健康受到了严重的威胁。
因此，越来越多的研究者开始研究如何消除农药在自然界的残留问题。
相对于传统的物理、化学方法，微生物降解法是一个新的农药降解途径，其优势在于投入低、无毒、无残留、无二次污染，治理效果也相对明显，是目前公认的一种低成本且环境友好型去除污染物的方法。
微生物降解有机磷农药甲胺磷的研究
微生物降解有机磷农药甲胺磷的研究[摘要]对培养的华丽曲霉菌种降解甲胺磷的效果进行了研究，并对不同条件下的降解情况进行了讨论。
实验结果表明，当甲胺磷浓度一定时，华丽曲霉菌种的用量在80 kg/hm2时降解的效果最好。
当农药浓度在2．00-300mg/kg范围内，华丽曲霉菌均有明显的强降解作用。
同时也对华丽曲霉菌种降解甲胺磷的代谢机制进行了推测。
[关键词]甲胺磷降解有机磷农药(Organophosphates简称OPS)一直国内外广泛生产和使用的农药产品，其产品已达上百种。
国内广泛使用的约有30种，其中80％以上是剧毒农药如甲胺磷、甲基对硫磷、对硫磷、久效磷、敌敌畏等。
甲胺磷是其中用量最大，用途广泛的一种水溶性的广谱杀虫、杀蜗剂。
化学名称为：O，S－甲基胺基硫代磷酸酯。
结构式见下图所示。
该农药具有胃毒、触杀和内吸作用可用于防治水稻、棉花、玉米等作物的多种害虫。
甲胺磷的结构式尽管甲胺磷农药属非持久性农药，却由于其在我国使用而广、频繁量大，易在土壤、水体中短时间内积累，已超过一般微生物的净化能力，必然会对环境产生污染，对人、畜构成潜在的威胁，在某些环境条件下也会有较长的残存期并在动物体内产生蓄积作用。
我国近10年来发生的农药中毒事故大多数集中于高毒有机磷农药，尤其是甲胺磷。
因此，甲胺磷已成为我国优先检测的10种农药品种之一。
能分解甲胺磷的微生物系有细菌、放线菌、酵母、霉菌、藻类等，尤以细菌为多。
许多科研工作者对此作了大量的研究，筛选出能够降解甲胺磷的一些菌种。
从甲胺磷的结构来看，可能降解甲胺磷微生物有以下几种情况：①能以甲胺磷为唯一碳源和能源生长的矿化菌。
由于甲胺磷为C1化合物，因此这类菌必为甲基营养菌。
而矿化菌又可分为：(a)不能利用甲胺磷作唯一氮源；(b)能利用甲胺磷作唯一氮源；②不能利用甲胺磷为碳源和能源生长，但辅加其它可利用碳源后，可降解甲胺磷的共代谢菌其又可分为；(c)不能利用甲胺磷为碳、氮源；(d)能利用甲胺磷为唯一氮源。
微生物对污染物的降解与转化
微生物对污染物的降解与转化微生物的一大特点，是代谢类型的多样性，自然界存在的各种物质，特别是有机化合物，几乎都可找到使之降解或转化的微生物。
就是随着工业发展，排入环境引起环境污染的许多人工合成物，由于微生物繁殖迅速，个体微小，比表面大等特点，它们较其他生物更易适应环境，已有不少证据表明，微生物“正学着”对付众多的“陌生的”人造化合物。
可见微生物对污染物的降解和转化具有巨大的潜力。
（1）微生物对无毒有机物的降解无毒有机物主要是生活废弃物。
很多微生物都有能力降解这为在污染物。
微生物通过好氧分解或厌氧分解来分解有机物。
（2）微生物对有毒有机物的降解有毒有机物一般属于难生物降解性物质和不可生物降解性物质。
研究这些有机物的可溶解性，从环境保护角度来看，具有重要的实践意义。
①农药农药是除草剂、杀虫剂、杀菌剂等化学药剂的总称。
由于农药对粮食生产的重要，目前全世界农药的总产量已达200多万吨，品种约有500余种，常用的也有100种。
而当前使用的农药多是有机氯制剂、有机磷制剂和有机汞制剂。
这些有毒化合物在环境中的存留时间一般较长。
因此，大量农药累积于自然环境中，对人和动物具有严重的危害。
微生物与农药之间的关系可概括成两个方面。
一方面农药抑制土著种群的数量和作用可用于杀害和抑制某些有害种类；另一方面，几乎全部现代农药都是有机的，因而可以想象微生物可以代谢这些药物，改变和破坏它们的毒性。
现已了解，环境中有机农药的消失，主要是由于微生物的降解作用。
并已从土壤、水体、污泥、污水中分离到能降解农药的细菌、放线菌、真菌等微生物。
由此，可利用微生物降解有机污染物。
微生物以两种方式降解农药，一种方式是以农药作为生长的唯一碳源和能源，有时还作为唯一的氮源，而使农药降解，具有这种能力的微生物很多，其中假单胞菌属、诺卡氏菌属及曲霉属中的一些种类最为突出；另一种方式是通过共代谢作用，即微生物从其它化合物获得碳源和能源后，才能使农药转化甚至完全降解。
有机磷降解酶
有机磷降解酶1、有机磷降解酶性状粉状物体:浅米黄色;2、功效高效、快速、深层去除蔬菜瓜果表面的残留农药，并保持蔬菜瓜果原有的品质和色泽不变;无刺激、无毒无害、易于清洗、安全高效"有机磷降解酶"是目前我国唯一能够既安全又彻底去除新鲜蔬菜、瓜果等农产品上残留农药的产品，从根本上不同于目前市场上的化学洗涤剂采用化工原料用物理方法去除农药残留的方式，也避免了化学洗涤剂去除农药残留不彻底而且会形成二次污染的弊端，是真正的绿色环保产品。
同时它还对已被农药污染的水和土壤有相当好的修复作用，可用于江湖水域和土壤有机磷污染的生物修复。
模拟实验数据结果显示，本产品降解某些农药残留物的比率最高可以达到99.3%，对甲基对硫磷和氧化乐果的降解效果最好，对其他有机磷农药降解效果比较好，属于一种极为有效的环保型产品。
3、作用原理"有机磷降解酶"又称磷酸三酯酶，通过水解有机磷农药分子中的磷酯键而使其脱毒。
"比亚蔬菜瓜果农药降解酶"可以与瓜果蔬菜表面残留的农药发生化学反应，破坏其剧毒成分的结构，使剧毒的农药瞬间变为无毒的、可溶于水的小分子，从而达到迅速使瓜果蔬菜脱毒的效果。
新时代10119:57:18降解有机磷农药的细胞表面展示工程菌的构建及性能分析【摘要】:有机磷农药在农业生产中得到了广泛使用,但是其高毒、高残留等不利因素也给人类健康和生态环境带来巨大威胁。
环境中有机磷农药的降解主要是靠微生物进行。
从黄杆菌(Flavobacteriumsp.ATCC27551)和缺陷假单胞菌(PseudomonasdiminutaMG)中分离纯化出的有机磷水解酶(organphosphorushydrolase,OPH)以及克隆到的基因opd,在有机磷降解中研究得最为深入。
利用传统的DNA重组技术构建的基因工程菌,往往因细胞内表达的有机磷水解酶不能与胞外底物充分接触而限制了酶活性的发挥。
有机磷农药的微生物降解
时问 的摇床驯化培养从被污染 的土壤里筛选得到 ２株 曲霉菌 药 的酶系基因 ，或者是即是微生物 自身没有携带 可以降解有 株，其能够在高浓度氧化乐果环境下生长。当温 度高达 ２ ８ ℃ 机磷农药 的酶系 ， 但 是受农药 的影响 ， 微生物 的基 因也会 随之 时， 其降解氧 化乐果的比率高达 ７ ０ ． ３ ８ ％及 ６ １ ． ２ ８ ％。 因为细菌具有容易引发突变菌株和生化多适应性的优点 ， 发生 改变或者重组 ，继而新降解 酶系应运而生 。在分离获得 的具有抗辐射 性的不动杆菌 ＵＳ Ｔ Ｂ ． ０ ４降解 甲基对 硫磷的时
的毒死蜱 降解完毕 。 石利利等人对 假单胞菌 ＤＬ Ｌ ． １ 在水溶液 介质 中对 甲基对硫磷的降解有 的环境介质 （ 例如： 被污 染的 其降解机理是什么等做了深入、 细致的研究 ， 其 结果表 明假单 泥土、 土壤 ） 中来获取高效 降解菌 。现在人们 已经分离出的对 胞菌 Ｄ Ｌ Ｌ ． １可 以将 甲基对硫 磷全部转变 为无机离 子 Ｎ０ 、 有机磷农药降解有 良好效果 的微生物菌群主要有真菌 、 细菌 、 ＮＯ ， 。 ， 而对硝基苯酚是其 中间产物 。
与９ ８ ％。而 以金彬 明为代表的有关人员主要是从受有机磷污 ３ 限制有机磷农药的微生物 降解 的因素
浊后 的 海 水 样 中筛 选 、 分 离 出一 株 蜡 样 芽 孢 杆 菌 菌 株 ， 其 在 温 ３ ． １微生物 自身条件 的限制 度高达 ２ ８ 摄 氏度 的情 况下降解 甲胺 磷的比率 高达 ４ ８ ． ９ ％。 微生物本身的降解能力是限制有机磷农药微生物 降解 的 除 此 以外 ， 诸 如 可 以 降 解 甲 拌磷 、 对硫 磷 等 的 小球 绿 藻属 因素 中最重要的因素， 不 同种类的微生物， 其代谢活动各具特 之类 的一些藻类一定程度上也可 以降解有机磷农药，但是学 色 ， 适应性 也千差万别 ， 而且 同类型 的不 同菌株对相 同的有机
环境化学第二版课后题详解(第4、5章)
6.土壤中重金属向植物迁移的主要方式及影响因素有哪些？
土壤中重金属向植物迁移的主要方式为跨膜吸收， 影响因素主要有土壤的理化性质、 重金属 种类、浓度及在土壤中的存在形态，植物种类、生长发育期，复合污染，施肥等。 （1） 土壤的理化性质 土壤的理化性质主要通过影响重金属在土壤中存在形态而影响重金属的生物有效性， 其主要包括 pH、土壤质地、土壤的氧化还原电位、土壤中有机质的含量等。 （2） 重金属的种类、浓度及在土壤中的存在形态
举例：当向土壤中加入碱时，土壤胶体吸附的氢离子与碱反应生成水，降低碱度的增加。 [土壤胶体]—H+NaOH=[土壤胶体]—Na+H2O Al3+对碱的缓冲作用：在 pH 小于 5 的酸性土壤中，土壤溶液中 Al3+有 6 个水分子围绕，当 OH 增多时，Al3+周围的 6 个水分子中有一、二个水分子离解出 H+，中和 OH-：
7.植物对重金属污染产生耐受性作用的主要机制是什么？
植物对重金属的耐性机制 （1） 植物根系的作用 植物根系通过改变根际化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子跨膜吸收。某 些植物对重金属离子吸收能力的降低可以通过根际分泌螯合剂而减少重金属的跨膜 吸收。还可以通过形成跨根际的氧化还原电位梯度和 pH 梯度等来抑制对重金属的 吸收。 （2） 重金属与植物细胞壁结合 由于金属离子被局限于细胞壁上，而不能进入细胞质影响细胞内的代谢活动，使植 物对重金属表现出耐性。只有当重金属与细胞壁结合达到饱和时，多余的金属离子 才会进入细胞质。 （3） 酶系统的作用 耐性植物中有几种酶的活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平，而非耐性植物 的酶活性在重金属含量增加时明显降低。此外，在耐性植物中还发现另一些酶可以
农残降解酶种类
农残降解酶种类农药残留是当前农业生产中的一个严重问题，对人体健康和环境造成了巨大的威胁。
为了解决这一问题，科学家们研究发现了许多具有降解农药残留能力的酶。
本文将介绍几种常见的农残降解酶种类。
1. 乙酰胆碱酯酶乙酰胆碱酯酶是一种广泛存在于生物体中的酶，对多种农药都具有较强的降解能力。
它能够水解磷酸酯类农药，将其分解成无毒的代谢物。
乙酰胆碱酯酶在农田土壤中广泛存在，可以通过增加土壤中该酶的含量来降低农药残留。
2. 有机磷酸酯酶有机磷酸酯酶是一类专门降解有机磷农药的酶，它能够将有机磷农药分解成无毒的代谢物。
有机磷酸酯酶在微生物、植物和动物体内广泛存在，是降解有机磷农药的重要酶类。
3. 脱氯酶脱氯酶是一类能够将氯化有机农药分解成无毒的代谢物的酶。
这类酶在微生物中广泛存在，可以通过添加含有脱氯酶的微生物制剂来降解农药残留。
4. 过氧化物酶过氧化物酶是一类能够降解氧化性农药的酶，它能够将氧化性农药氧化成无毒的物质。
过氧化物酶在植物和微生物中广泛存在，可以通过增加土壤中该酶的活性来降解农药残留。
5. 酯水解酶酯水解酶是一类能够水解酯类农药的酶，它能够将酯类农药分解成无毒的代谢物。
酯水解酶在微生物中广泛存在，可以通过添加含有酯水解酶的微生物制剂来降解农药残留。
6. 氨化酶氨化酶是一类能够将氨基化农药分解成无毒的代谢物的酶。
这类酶在微生物和植物中广泛存在，可以通过增加土壤中该酶的活性来降解农药残留。
以上是几种常见的农残降解酶种类，它们在农业生产和环境保护中起着重要的作用。
通过研究和应用这些酶，我们可以有效降低农药残留，保护人类健康和环境安全。
希望在未来的科研和农业生产中，能够进一步发展和利用这些酶种类，为农业可持续发展贡献力量。
有机磷农药的微生物降解
水解酶
氧化酶 还原酶 裂解酶 磷酸变位酶 氧化酶
酶催化作 亲 核 进 攻 脱 对 硫 磷 降 解 甲 胺 磷 水 解 包 括 甲 氧 将 硝 基 碳 一 磷 键 分 子 内 重 排 羟 基
用
烷 氧 基 、对 的途径
的主要途径 基 、 乙 氧 还 原 成 断 裂 , 有 产 生 磷 酸 酯 化 、
硫 磷、甲 胺
基 等 , 有 氨基 机 磷 矿 化 和 磷 酸 烯 醇 苯 环
磷等有机磷
机磷农药
的 必 经 途 式丙酮酸 开环
农药降解途
降解去毒
径
径
重要途径
有些合成的化合物不能直接被微生物代谢 , 但若存在另一种可供碳源和能源的辅助基质时 , 它们则可被部分降解 , 发生一种共代谢作用[9] 。 如 : 门多萨假单胞菌 DR - 8 菌株降解甲单脒产物 为 2 , 4 - 二甲基苯胺和 NH3 过程中 , DR - 8 菌株 不能以甲单脒作为碳源和能源而生长 , 只能在添 加其他有机营养基质作为碳源的条件下降解甲单 脒 , 且降解产物未完全矿化[3 ] 。石利利等[10 ]在研 究假单胞菌 DLL - 1 在水溶液介质中降解甲基对 硫磷的性能及降解机理中发现 , DLL - 1 菌可以将 甲基对硫磷完全降解为 NO2- 和 NO3- 。自然界中
Yonezawa Y[5]等提出由微生物细胞内的酶引 起农药的降解时 , 整个过程分为三步 , 首先是化 合物在微生物细胞膜表面的吸附 , 这是一个动态 平衡 ; 其次是吸附在细胞膜表面的化合物进入细 胞膜内 , 在生物量一定时 , 化合物对细胞膜的穿 透率决定了化合物穿透细胞膜的量 ; 最后是化合 物进入微生物细胞膜内与降解酶结合发生酶促反
有机磷农药的微生物降解研究进展
有机磷农药的微生物降解研究进展摘要：有机磷农药的广泛和大量使用给环境带来了越来越多的危害，作为有机磷农药的主要降解方式之一，微生物降解发挥着重要的作用。
从有机磷农药降解微生物的种类、降解机理和途径、影响微生物降解有机磷农药的因子、微生物降解有机磷农药的途径,并探讨有机磷农药微生物降解的发展趋势和研究展望。
关键词：微生物降解有机磷农药研究展望前言：农药是确定农业稳定,丰产或者不缺产的重要生产资料。
但农药一方面残留在农产品中,对人体有害?另一方面,在环境中不断积累,带来了日益严重的环境与生态问题。
农药的负面效应很多,但总体来说仍是功大于过,而且在未来农业可持续发展战略中,农药将继续挥作用。
因此现在摆在我们面前的问题是如何尽可能降低农药的负面效应【1】。
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。
生物降解特别是微生物降解被认为是一种有效的措施,利用微生物或微生物产品来降解污染物的生物修复方法具有无毒、无残留、无二次污染等优点,是消除和解毒高浓度的农药残留的一种安全、有效、廉价的方法。
自20世纪60年代有机氯农药在世界范围内受到限制，随之是有机磷农药的发展，到目前有机磷农药已成为应用广泛、品种最多的农药。
有机磷农药容易降解，对环境的污染及对生态系统的危害和残留没有有机氯农药那么普遍和突出，且具有药效高、品种多、防治范围广、成本低、选择作高、药害小、在环境中降解快、残毒低等优点。
它的降解一直是国内外学者研究的热门方向。
1、有机磷农药的生产和使用现状随着科技的发展和进步，对农药的需求在一定程度上有所减少，但有机磷等农药在农业上的生产与应用仍占据重要地位。
目前,包括杀虫剂、除草剂、杀菌剂在内，世界上的有机磷农药已达150 多种，中国使用的有机磷农药有30 余种。
按照毒性大小常分为 3 大类：1.剧毒类，如甲拌磷、内吸对硫磷、保棉丰、氧化乐果等；2.高毒类，如甲基对硫磷、二甲硫吸磷、敌敌畏、亚胺磷等；3.低毒类，如敌百虫、乐果、氯硫磷、乙基稻丰散等。
微生物降解有机磷农药的研究进展 论文
微生物降解有机磷农药的研究进展独孤求败(师范大学)摘要：综述有机磷农药降解微生物的种类、降解机理及代谢途径、有机磷降解酶、降解酶基因克隆与表达等研究现状，并探讨有机磷农药微生物降解的发展趋势关键词：有机磷农药；微生物降解；农药残留；降解菌。
农药作为一种重要的生产资料，在农业生产中得到普遍应用，最为广泛的是有机磷农药，包括杀虫剂、除草剂和杀菌剂等。
目前，我国生产200多种农药，年产量近1000多万吨，其中有机磷农药约占总产量80%。
其中作为当今农药中的主要类别的有机磷农药如甲胺磷，甲基对硫磷，对硫磷，甲基异柳磷，久效磷，乐果，氧化乐果，甲拌磷，杀扑磷等为代表的高毒农药，一直在国内广泛生产和使用。
有机磷农药作为有机氯农药的取代物，具有药效高、品种多、防治范围广、成本低、选择作用高、药害小、在环境中降解快、残毒低等优点。
有机磷农药作为一类高效、广谱的杀虫剂，促进了农业生产的迅速发展，但其具有抑制胆碱酯酶活力，使乙酰胆碱大量蓄积，产生类似胆碱能激动剂的作用，使中毒者表现流涎、腹泻、震颤、肌束颤动等症状，严重者可死亡；且有机磷农药具有烷基化作用[4]，可能会对动物有致癌、致畸、致突变作用。
随着环保意识的增强，有机磷农药的污染问题[13]益引起人们的重视。
研究表明，利用微生物及其降解酶是消除农药污染的有效途径。
[5-6]１有机磷农药降解微生物的筛选与种类。
有机磷农药降解微生物的筛选方法较多，目前最常用的方法是从长期遭受农药污染的土壤或水体中采集样品，经富集培养、平板划线等操作，分离得到单菌落；然后经驯化培养，或紫外化学诱变等方法获取高效降解菌株；或通过细胞工程、基因工程等技术手段构建工程菌株。
目前已经分离出多种有机磷农药降解微生物，包括细菌、真菌、放线菌和藻类等[7-8]，其中，以细菌的种类最多。
且根据资料显示，有机磷农药降解细菌大多属于假单胞菌属，如假单胞菌可降解甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷、敌敌畏以及甲拌磷等多种农药，表明假单胞菌在农药降解中占有重要地位；真菌也具有卓越的农药降解能力，如青霉属真菌可降解对硫磷、马拉硫磷、地虫磷以及敌百虫等多种农药；藻类降解有机磷农药的研究报道较少，但藻类的农药降解能力正在日益引起人们的重视，如小球藻可有效地去除污水中的有机物质，包括农药、烷烃、酚类以及邻苯二甲酸酯等，且小球藻还含有丰富的叶绿素、叶黄素和其他类胡萝卜素、丰富的蛋白质、碳水化合物、维生素以及必需氨基酸等[9]。
关于微生物降解有机磷农药的研究进展(修改版1)
微生物降解有机磷农药的研究进展作者：学号：班级：摘要：本文综述了近年来有关降解有机磷农药的微生物种类，影响降解的因子，降解有机磷农药的机理的前沿研究进展。
关键字：有机磷农药微生物降解研究展望降解机理农药是农业生产中一种重要的生产资料，在农业生产中得到广泛的应用，对于提高作物产量，减少病虫害有着十分重要的作用。
而有机磷农药作为一种广谱农药，具有药效好、防治范围广、成本低、选择作用高等优点成为目前世界上应用最为广泛、品种最多的农药。
但是，随着有机磷农药的广泛使用，大量农药进入环境，对土壤、水体都造成严重污染，并通过食物链在动物人体体内蓄积，从而致畸、致癌、致免疫力下降，对人体健康构成威胁。
所以如何对土壤、水体中的残余有机磷农药进行降解和消毒，阻断其进入食物链进而危害人体健康具有十分重要的现实意义。
下面，笔者将会对近年来微生物降解有机磷农药的研究进展进行简要论述。
1有机磷农药的种类和危害目前，包括杀虫剂、除草剂、杀菌剂在内，世界上的有机磷农药已有150多种，在中国使用的有30余种。
按毒性大小可分为三大类：(1)剧毒类，如甲拌磷、内吸磷对硫磷等(2)高毒类，如甲基对硫磷、二甲硫吸磷，敌敌畏等(3)低毒类，如敌百虫、乐果、乙基稻丰散等。
有机磷农药具有烷基化作用, 进入生物体后可与体内的胆碱酯酶结合, 形成较稳定的磷酰化胆碱酯酶, 使胆碱酯酶失去活性, 丧失对乙酰胆碱的分解能力, 造成体内乙酰胆碱的蓄积, 引起神经传导生理功能的紊乱, 使动物和人体产生中毒症状, 甚至引起死亡。
2 降解有机磷农药微生物种类生态系统中存在大量的微生物，因为它们具有种类多、分布广、易变异、生化适应力强等特点而一直为众多的研究污染治理的学者所关注。
自然界中存在许多细菌、真菌、放线菌和藻类等微生物都对有机磷农药有降解能力。
其中, 细菌由于其生化的多种适应能力以及易诱发突变菌株, 在降解有机磷农药的微生物中占有重要地位, 因对细菌的研究较为深入; 真菌因其卓越的降解有机磷农药能力正逐渐引起重视, 但总体上发展不如细菌; 而放线菌和藻类的研究则相对较少。
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5.2降解酶基因的克隆、表达调控及基因工程的构建 降解酶基因的克隆、 降解酶基因的克隆 （ GMO ）；
目前已经有很多关于 GMO 的研究, 比如, WilfredChen[ 10] 构建 的带有有机磷水解酶基 因的工程大肠杆菌, 可 以迅速的降解有机磷农 药。但是, 随着分子生 物学的迅猛发展, 新技 术,新方法不断涌现, 降 解酶基因克隆、表达调 控以及GMO 的构建将 会针对性更强, 效果更 明显。
降解
有机磷农药
主要内容
1 、有机磷农药简介 2 、微生物降解有机磷农药 3 、有机磷农药降解酶 4 、微生物降解农药的作用机理 5 、微生物降解农药的研究进展 6、 前景展望
1 、有机磷农药简介 有机磷农药简介
有机磷农药是农药中很重要的一类，一直在国 有机磷农药是农药中很重要的一类，一直在国 内外大量生产和广泛使用。目前，世界上的有 机磷农药的商品已达百种，我国使用的有机磷 农药约有30种，包括杀虫剂，除草剂等。农药 农药约有30种，包括杀虫剂，除草剂等。农药 在农业生产中广泛使用，而有机磷农药占整个 农药的60%，在有机磷农药中80%以上是剧毒 农药的60%，在有机磷农药中80%以上是剧毒 的有机磷农药如；甲胺磷，甲基对硫磷，对硫 磷，久效磷，敌敌畏等，仅甲胺磷的使用量一 年就高达6.5万吨，其他大吨位的有机磷农药还 年就高达6.5万吨，其他大吨位的有机磷农药还 有乐果，氧化乐果和辛硫磷等。它具有高效的 杀虫能力，为增加粮食生产防治疾病传播做出 了巨大贡献。但是有机磷农药的生产运输和大 量使用对生态环境中其他非靶生物乃至土壤、 水、大气整个生态系统产生的负面影响日益严 重，尤其是水果蔬菜等农产品中的农药残留通 过食物链在生物体内富集对人类找成严重危害 更不容忽视。
6.2 在识别降解酶基因的基础上，对降解基因 进行克隆与表达，构建工程菌，提高降解 能力，制备降解酶；
6.3研究有机磷农药降解机理、代谢途径。
4、微生物降解农药的作用机理
• 作用方式分为两大类： • 一类是：微生物直接作用于农药，通过酶促反应 降解农药,常说的微生物降解农药多属于此 类;； • 另一类是：通过微生物的活动改变了化学和物理 的环境而间接作用于农药。 • 常见的作用方式有:矿化作用、共同代谢作用、生 物浓缩或累积作用和微生物对农药其他的间接作 用。 • 反应类型有：氧化、还原、脱氢、水解、合成、 酯化、基团转移等。
5.3土壤模拟条件下微生物降解的特性及影响 土壤模拟条件下微生物降解的特性及影响 因素； 因素； 将实验室筛选的农药降解菌接种于遭受 某种农药污染或人为加入农药的土壤中， 模拟土壤自然环境测定其进入土壤后的降 解动态或改变一些条件，分析土壤环境微 生物降解的影响因素。
6、前景展望
6.1开发和利用有机磷农药高效降解菌，建立高效降解的种子库
• 当微生物降解农药是由微生物细胞内酶引起时, 降 解过程可以分为3 个步骤: • ( 1) 将农药吸附于微生物细胞表面, 这一过程是一 个动态平衡, 也是导致降解初期出现“迟滞期”的 关键阶段; • ( 2) 农药穿透细胞膜进入膜内。当微生物数量恒 定时, 农药对细胞膜的穿透率决定了其穿透细胞膜 的量, 农药对细胞膜的穿透是降解的限速步骤。农 药的这种穿透率与分子结构参数( 主要是亲脂性参 数和空间位阻参数) 密切相关; • ( 3) 农药在细胞膜内通过与降解酶结合发生酶促 反应,这是快速过程。
制作人：骆恩发 学号：080620147 班级：08级生物教育班
摘要： 摘要：大量研究表明利用微生物对环境中有机磷农药的净 化处理是行之有效的。文章将从有机磷农药的性质、降解酶、 作用机理、研究进展等方面概述微生物对有机磷农药的降解， 从而控制和解除有机磷农药的污染，促进农业丰收 。
关键词： 微生物
5、微生物降解农药的研究进展
5.1农药降解菌的分离、筛选及降解特性研究； 农药降解菌的分离、筛选及降解特性研究； 农药降解菌的分离 如：（1）Mallick [ 4 ] 等从土壤中分离出1 种节杆菌属 ( Arthrobactersp) 的杆菌, 该杆菌对甲基对硫磷、杀螟硫 磷、对硫磷均具有较强的降解能力, 还从黄杆 ( Flavobacteriumsp) 中分离出1 种对杀螟硫磷、二嗪磷、 甲基对硫磷、对硫磷等均具有高效降解能力的菌种。 （2）中山大学刘玉焕等[5]从广州农药厂的活性污泥中分离 到曲霉L8, 该菌株是到目前为止以乐果为唯一碳源和能源 的霉菌, 该菌在乐果无机盐培养基中生长良好, 96h 降解率 可 微生物对于农药的降解可分为酶促反应和非酶促 反应。 • 酶促反应：是指微生物以胞内酶或分泌的胞外酶 直接作用于农药，经过一系列生理生化反应，最 终将农药完全降解或分解成分子较小的无毒或毒 性较小的化合物的过程。 • 非酶促反应：是指微生物通过代谢改变农药的环 境离子浓度、PH等物理化学性质，从而间接促使 降解农药的过程。
2 、微生物降解有机磷农药
• 有机磷农药污染降解技术可分为热降解、 光降解、化学降解和生物降解。 • 生物降解：是通过生物的作用将农药分解 为无毒或低毒小分子化合物，并最终降解 为水二氧化碳和矿物质的过程。 • 优点：相对于物理、化学降解技术、生物 降解具有高效、彻底、无二次污染的优势， 20世纪40年代后已经成为研究热点。