有机磷农药的微生物降解
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3 微生物降解有机磷农药的机理
311 微生物降解有机磷农药的方式 进入土壤中的有机磷农药在土壤微生物的作
用下 , 能被彻底分解成 CO2 等简单化合物 , 降解 主要存在两种方式 : 一种是微生物本身含有可降
3 基金项目 : 中国科学院 “西部之光”人才培养计划资助 (2005～2008 年)
Vol126 No13
条件下研究了多环芳烃的降解后提出 ,Βιβλιοθήκη Baidu2～4 环的 芳烃比 5～6 环的芳烃容易降解 。
此外 , 有机磷农药能抑制土壤中的活性酶 , 抑制程度的大小随着外界环境的变化而变化 , 不 同种类的有机磷农药对酶的影响也不同 。反之 , 有机磷农药对酶的活性也具有一定的刺激作用 , 但不同的有机磷农药对酶的刺激作用不一样 。所 以 , 酶对不同的农药表现出来的降解活性存在差 别。 413 外界条件
类有机磷农药 。现今 , 用微生物或微生物源酶制 剂降解残留农药越来越受到重视 , 对微生物降解 有机磷农药的研究已成为环保的一大重要课题 。
世界上常用的有机磷农药有一百多种 , 在我 国先后生产过的和正在生产的有机磷农药有 40 多 种 , 目前也是我国大量生产和使用的高毒农药 。 有机磷农药属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 , 比有机氯农药容 易降解 , 对环境的污染及对生态系统的危害和残 留均未有机氯农药普遍和突出等优点 。但是 , 随 着农业的发展 , 有机磷农药的使用量越来越大 , 大量有机磷农药残存于水和土壤中 , 不仅对地表 和地下水资源造成污染 , 而且导致大量农产品的 农药残留量超标 , 造成食品污染 。通过各种途径 进入有机体的大部分有机磷农药会对生物体内胆 碱酯酶产生抑制作用 , 使其失去分解乙酰胆碱的 能力 , 造成乙酰胆碱积累 , 引起神经功能紊乱 , 从而导致肌体的损害 , 最终威胁到人类的生存与 社会的可持续发展 。因此 , 在日益重视环境保护 的发展趋势下 , 人们越来越关注有机磷农药的降 解 , 如何有效地消除或减少有机磷农药所造成的 污染问题业已成为世界性重点研究范畴 。大量研 究结果表明 , 微生物对环境中污染物质的转化和 降解起着重要作用 , 人们已从受有机磷农药污染 的环境中分离到能够降解有机磷农药的微生物 , 它们主要通过裂解 P2O 键或 P2S 键专一地降解某
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
2 降解有机磷农药的微生物种类
获取高效降解菌的主要途径是从受污染的土 壤 、污泥等受污染的环境介质中筛选 、驯化 、富 集和分离 。目前 , 研究较多的主要是细菌和真菌 。 细菌在生化上具有多种适应能力 , 容易诱发产生 突变菌株 , 在农药降解中占有主要地位 , 细菌包 括[1] : 假 单 胞 菌 属 ( Pseudomonas) 、芽 饱 杆 菌 属 (Baccillus) 、节 细 菌 属 (Arthrabacter) 、棒 状 杆 菌 属 (Corynobacterium) 、黄杆菌属 ( Flavobacterium) 、 黄单胞杆菌属 (Xanthamonus) 、固瘤细菌属 (Azo2 tomonus) 、硫 杆 菌 属 ( Thiobacillus) 等 。真 菌 有 : 曲霉属 (Aspergillus) 、青霉属 ( Pinicielium) 、木霉 属 ( Trichoderma) 、酵母菌等 。藻类对有机磷也有 降解 作 用 , 如 小 球 绿 藻 属 ( Chorolla) 降 解 甲 拌 磷 、对硫磷等[1 ] 。
【摘 要】本文综述了降解有机磷农药的微生物种类 , 降解的原理和方式 , 以及影响微生物降解有机磷农药的因素 , 提出了在
微生物降解有机磷农药的研究方面未来需要解决的问题和可能的发展方向 。
【关键词】有机磷农药 ; 微生物 ; 微生物源酶 ; 降解
中图分类号 : S481
文献标识码 : C
1 引言
环境因素对微生物的生活及生存能产生很大 的影响 , 从而影响微生物的代谢活性和降解能力 。 这些影响因素主要包括温度 、酸碱度 、底物浓度 、 营 养 状 况、氧 气 量、水 分、表 面 活 性 剂 等[12 ,22～25 ] 。 41311 温度 、酸碱度
氧化反应 , 微生物体内的氧化反应包括 : 羟化反 应 (芳香族羟化 、脂肪族羟化 、N - 羟化) 、环氧 化 、N - 氧化 、P - 氧化 、S - 氧化 、氧化性脱烷 基 、脱卤 、脱胺 ; (2) 还原反应 , 还原反应包括 硝基还原 、还原性脱卤 、醌类还原等 ; (3) 水解
·4 5 · 2006 年 6 月
4 影响微生物降解农药的因素
411 微生物的自身特性 微生物自身的降解功能特性是最重要的因素 。
微生物种类不同 , 代谢活性不一样 , 适应性也存 在差别 , 并且同一种类的不同菌株对同一有机底 物的反应都不同[3 ,4 ,13 ,14 ] 。此外 , 微生物适应环境 的能力较强 , 比较容易被驯化 , 通过适应过程 , 新的化合物能诱导微生物产生相应的酶系来降解 它 , 或通 过 基 因 突 变 等 建 立 新 的 酶 系 来 降 解 它[12] 。以往农药的生物降解主要是用单一微生物 菌株的纯培养[4 ,13] , 通过研究发现 , 纯培养不如 混合培养好 。因为单一微生物通常不具备生物降 解所需的全部酶的遗传合成信息 , 它们在难降解 化合物中驯化的时间不足以进化出完整的代谢途 径 , 在生物降解过程中会产生毒性中间物质积累 。 因而彻底矿化通常需要一个或一个以上的营养菌 群 (如发酵 ———水解菌群 、产硫菌群 、产乙酸菌 群及产甲烷菌群等) , 一种微生物降解一部分 , 经 过数种微生物的接力作用和协同作用 , 通过多步 反应将有毒化合物完全矿化 , 这种群体作用更能 抵抗生物降解中产生的有毒物质[15] 。 412 农药结构 (种类)
农药化合物的分子量 、空间结构 、取代基的 种类 及 数 量 等 都 影 响 微 生 物 对 其 的 降 解[16～19 ] 。 通常 , 高分子化合物比低分子量化合物难降解 , 聚合物 、复合物更能抗生物降解[12] ; 空间结构简 单的比结构复杂的容易降解[14 ] 。陈亚丽等[20 ] 报 道 , 苯环上有 - OH 或 - NH2 的化合物比较容易 被假单胞菌 WBC23 降解 , 与苯环的降解通常先羟 化再开环的机理一致 。Potter 等[21] 在小规模堆肥
农业与技术
Vol126 No13
反应 , 一些酯 、酰胺和硫酸酯类农药都有可以被 微生物水解的酯键 , 如对硫磷 、苯胺类除草剂等 ; (4) 缩合和共轭形成 , 缩合包括将有毒分子或一 部分与另一有机化合物相结合 , 从而使农药或其 衍生物物失去活性 。
微生物降解农药 , 通常为多个反应协同作用 共同完成对农药的降解 。如好氧条件下卤代芳烃 的生物降解 , 卤素取代基的去除主要通过两个途 径发生 : 降解初期 , 通过还原 、水解或氧化去除 卤素 ; 在生成芳香结构产物后通过自发水解脱卤 或β2消去卤化烃[2] 。
应 , 这是一个快速的过程 。 有机磷农药通常含有 P2S 键和 P2O 键 , 有些
有机磷农药 (如甲胺磷) 还含有 P2N 键 。进入土 壤环境的有机磷农药 , 在土壤中的微生物产生相 应的降解酶的作用下 , 上述键断裂 , 使有机磷农 药发生降解 。如 : 莠去津作为假单胞菌 ADP 菌株 的唯一碳源 , 有 3 种酶参与了降解莠去津的前几 步反应 , 第一种酶是 A tzA , 催化莠去津水解脱氯 的反应 , 得到无毒的羟基莠去津 , 此酶是莠去津 生物降解的关键酶 ; 第二种酶是 A tzB , 催化羟基 莠去津脱氯氨基反应 , 产生 N2异丙基氰尿酰胺 ; 第三种酶是 A tzC , 催化 N - 异丙基氰尿酰胺生成 氰尿酸和异丙胺 , 最终莠去津被 降 解 为 CO2 和 NH3[2 ] 。Mageong 等[6 ]报道大肠杆菌产生的磷酸三 酯酶能打开甲胺磷的 P2S 键 。Bello2Ramirez 等[7]也 证实氯代过氧化物酶可以切断有机磷农药中的 P2 S 键 。阮少江等[8] 推测甲胺磷的微生物降解是由 甲胺脱氢酶打断 P2N 键开始的 。
微生物降解有机磷农药的重要作用位点和酶 的种类如表 1 所示 。磷酸酯水解酶是一类广谱降 解酶 , 是有机磷农药微生物降解的主要酶 。
表 1 微生物降解有机磷农药的重要作用位点和酶的种类[1]
作用位点 P 一 0 一烷基 P 一 O 一芳基 O = P 一 NH - 烷基 一 NO2 C 一 P - C 一 P 一 苯环
广泛存在着大量的具有共代谢功能的微生物 , 它 们可以降解多种类型的化合物 。因而 , 共代谢作 用在农 药 的 微 生 物 降 解 过 程 中 发 挥 着 主 要 的 作 用[3 ,4 ,11 ] 。
312 微生物降解有机磷农药的生化反应 微生物降解农药的主要生化反应有[9 ,12 ] : (1)
酶的种类 水解酶
水解酶
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 、
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
农业与技术
2006 年 6 月 ·4 4 ·
解该农药的酶系基因 , 当有机磷农药进入土壤后 , 微生物马上能产生降解有机磷农药的降解酶 ; 另 一种是微生物本身并无可降解该有机磷农药的酶 系 , 当农药进入环境后 , 由于微生物生存的需要 , 微生物在适应环境的过程中基因发生重组或突变 , 产生新的降解酶系 。细菌降解有机磷农药的实质 是酶促反应 , 即农药分子通过一定的方式进入细 菌体内 , 然后在各种酶的作用下 , 经过一系列的 生理生化反应 , 最终被完全降解或分解成分子量 较小的无毒或毒性较小的化合物[2] 。微生物所产 生的酶系 , 有的是组成酶系 , 如 : 门多萨假单胞 菌 DR - 8 对甲单脒农药的降解代谢 , 产生的酶主 要分布于细胞壁和细胞膜组分[3] ; 有的是诱导酶 系 , 如王永杰等[4]得到的有机磷农药广谱活性降 解菌所产生的降解酶等 。
第 26 卷 第 3 期 ·4 3 · 2006 年 6 月
农业与技术 Agriculture &Technology
Vol126 No13 June. 2006
有机磷农药的微生物降解 3
李建华1 董锦艳2 宋洪川3
(1. 云南师范大学生命科学学院 , 云南 昆明 650092 ; 2. 云南大学生物资源保护与利用国家重点实验室 , 云南 昆明 650091 ; 3. 云南师范大学省农村能源工程重点实验室 , 云南 昆明 650092)
311 微生物降解有机磷农药的方式 进入土壤中的有机磷农药在土壤微生物的作
用下 , 能被彻底分解成 CO2 等简单化合物 , 降解 主要存在两种方式 : 一种是微生物本身含有可降
3 基金项目 : 中国科学院 “西部之光”人才培养计划资助 (2005～2008 年)
Vol126 No13
条件下研究了多环芳烃的降解后提出 ,Βιβλιοθήκη Baidu2～4 环的 芳烃比 5～6 环的芳烃容易降解 。
此外 , 有机磷农药能抑制土壤中的活性酶 , 抑制程度的大小随着外界环境的变化而变化 , 不 同种类的有机磷农药对酶的影响也不同 。反之 , 有机磷农药对酶的活性也具有一定的刺激作用 , 但不同的有机磷农药对酶的刺激作用不一样 。所 以 , 酶对不同的农药表现出来的降解活性存在差 别。 413 外界条件
类有机磷农药 。现今 , 用微生物或微生物源酶制 剂降解残留农药越来越受到重视 , 对微生物降解 有机磷农药的研究已成为环保的一大重要课题 。
世界上常用的有机磷农药有一百多种 , 在我 国先后生产过的和正在生产的有机磷农药有 40 多 种 , 目前也是我国大量生产和使用的高毒农药 。 有机磷农药属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 , 比有机氯农药容 易降解 , 对环境的污染及对生态系统的危害和残 留均未有机氯农药普遍和突出等优点 。但是 , 随 着农业的发展 , 有机磷农药的使用量越来越大 , 大量有机磷农药残存于水和土壤中 , 不仅对地表 和地下水资源造成污染 , 而且导致大量农产品的 农药残留量超标 , 造成食品污染 。通过各种途径 进入有机体的大部分有机磷农药会对生物体内胆 碱酯酶产生抑制作用 , 使其失去分解乙酰胆碱的 能力 , 造成乙酰胆碱积累 , 引起神经功能紊乱 , 从而导致肌体的损害 , 最终威胁到人类的生存与 社会的可持续发展 。因此 , 在日益重视环境保护 的发展趋势下 , 人们越来越关注有机磷农药的降 解 , 如何有效地消除或减少有机磷农药所造成的 污染问题业已成为世界性重点研究范畴 。大量研 究结果表明 , 微生物对环境中污染物质的转化和 降解起着重要作用 , 人们已从受有机磷农药污染 的环境中分离到能够降解有机磷农药的微生物 , 它们主要通过裂解 P2O 键或 P2S 键专一地降解某
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
2 降解有机磷农药的微生物种类
获取高效降解菌的主要途径是从受污染的土 壤 、污泥等受污染的环境介质中筛选 、驯化 、富 集和分离 。目前 , 研究较多的主要是细菌和真菌 。 细菌在生化上具有多种适应能力 , 容易诱发产生 突变菌株 , 在农药降解中占有主要地位 , 细菌包 括[1] : 假 单 胞 菌 属 ( Pseudomonas) 、芽 饱 杆 菌 属 (Baccillus) 、节 细 菌 属 (Arthrabacter) 、棒 状 杆 菌 属 (Corynobacterium) 、黄杆菌属 ( Flavobacterium) 、 黄单胞杆菌属 (Xanthamonus) 、固瘤细菌属 (Azo2 tomonus) 、硫 杆 菌 属 ( Thiobacillus) 等 。真 菌 有 : 曲霉属 (Aspergillus) 、青霉属 ( Pinicielium) 、木霉 属 ( Trichoderma) 、酵母菌等 。藻类对有机磷也有 降解 作 用 , 如 小 球 绿 藻 属 ( Chorolla) 降 解 甲 拌 磷 、对硫磷等[1 ] 。
【摘 要】本文综述了降解有机磷农药的微生物种类 , 降解的原理和方式 , 以及影响微生物降解有机磷农药的因素 , 提出了在
微生物降解有机磷农药的研究方面未来需要解决的问题和可能的发展方向 。
【关键词】有机磷农药 ; 微生物 ; 微生物源酶 ; 降解
中图分类号 : S481
文献标识码 : C
1 引言
环境因素对微生物的生活及生存能产生很大 的影响 , 从而影响微生物的代谢活性和降解能力 。 这些影响因素主要包括温度 、酸碱度 、底物浓度 、 营 养 状 况、氧 气 量、水 分、表 面 活 性 剂 等[12 ,22～25 ] 。 41311 温度 、酸碱度
氧化反应 , 微生物体内的氧化反应包括 : 羟化反 应 (芳香族羟化 、脂肪族羟化 、N - 羟化) 、环氧 化 、N - 氧化 、P - 氧化 、S - 氧化 、氧化性脱烷 基 、脱卤 、脱胺 ; (2) 还原反应 , 还原反应包括 硝基还原 、还原性脱卤 、醌类还原等 ; (3) 水解
·4 5 · 2006 年 6 月
4 影响微生物降解农药的因素
411 微生物的自身特性 微生物自身的降解功能特性是最重要的因素 。
微生物种类不同 , 代谢活性不一样 , 适应性也存 在差别 , 并且同一种类的不同菌株对同一有机底 物的反应都不同[3 ,4 ,13 ,14 ] 。此外 , 微生物适应环境 的能力较强 , 比较容易被驯化 , 通过适应过程 , 新的化合物能诱导微生物产生相应的酶系来降解 它 , 或通 过 基 因 突 变 等 建 立 新 的 酶 系 来 降 解 它[12] 。以往农药的生物降解主要是用单一微生物 菌株的纯培养[4 ,13] , 通过研究发现 , 纯培养不如 混合培养好 。因为单一微生物通常不具备生物降 解所需的全部酶的遗传合成信息 , 它们在难降解 化合物中驯化的时间不足以进化出完整的代谢途 径 , 在生物降解过程中会产生毒性中间物质积累 。 因而彻底矿化通常需要一个或一个以上的营养菌 群 (如发酵 ———水解菌群 、产硫菌群 、产乙酸菌 群及产甲烷菌群等) , 一种微生物降解一部分 , 经 过数种微生物的接力作用和协同作用 , 通过多步 反应将有毒化合物完全矿化 , 这种群体作用更能 抵抗生物降解中产生的有毒物质[15] 。 412 农药结构 (种类)
农药化合物的分子量 、空间结构 、取代基的 种类 及 数 量 等 都 影 响 微 生 物 对 其 的 降 解[16～19 ] 。 通常 , 高分子化合物比低分子量化合物难降解 , 聚合物 、复合物更能抗生物降解[12] ; 空间结构简 单的比结构复杂的容易降解[14 ] 。陈亚丽等[20 ] 报 道 , 苯环上有 - OH 或 - NH2 的化合物比较容易 被假单胞菌 WBC23 降解 , 与苯环的降解通常先羟 化再开环的机理一致 。Potter 等[21] 在小规模堆肥
农业与技术
Vol126 No13
反应 , 一些酯 、酰胺和硫酸酯类农药都有可以被 微生物水解的酯键 , 如对硫磷 、苯胺类除草剂等 ; (4) 缩合和共轭形成 , 缩合包括将有毒分子或一 部分与另一有机化合物相结合 , 从而使农药或其 衍生物物失去活性 。
微生物降解农药 , 通常为多个反应协同作用 共同完成对农药的降解 。如好氧条件下卤代芳烃 的生物降解 , 卤素取代基的去除主要通过两个途 径发生 : 降解初期 , 通过还原 、水解或氧化去除 卤素 ; 在生成芳香结构产物后通过自发水解脱卤 或β2消去卤化烃[2] 。
应 , 这是一个快速的过程 。 有机磷农药通常含有 P2S 键和 P2O 键 , 有些
有机磷农药 (如甲胺磷) 还含有 P2N 键 。进入土 壤环境的有机磷农药 , 在土壤中的微生物产生相 应的降解酶的作用下 , 上述键断裂 , 使有机磷农 药发生降解 。如 : 莠去津作为假单胞菌 ADP 菌株 的唯一碳源 , 有 3 种酶参与了降解莠去津的前几 步反应 , 第一种酶是 A tzA , 催化莠去津水解脱氯 的反应 , 得到无毒的羟基莠去津 , 此酶是莠去津 生物降解的关键酶 ; 第二种酶是 A tzB , 催化羟基 莠去津脱氯氨基反应 , 产生 N2异丙基氰尿酰胺 ; 第三种酶是 A tzC , 催化 N - 异丙基氰尿酰胺生成 氰尿酸和异丙胺 , 最终莠去津被 降 解 为 CO2 和 NH3[2 ] 。Mageong 等[6 ]报道大肠杆菌产生的磷酸三 酯酶能打开甲胺磷的 P2S 键 。Bello2Ramirez 等[7]也 证实氯代过氧化物酶可以切断有机磷农药中的 P2 S 键 。阮少江等[8] 推测甲胺磷的微生物降解是由 甲胺脱氢酶打断 P2N 键开始的 。
微生物降解有机磷农药的重要作用位点和酶 的种类如表 1 所示 。磷酸酯水解酶是一类广谱降 解酶 , 是有机磷农药微生物降解的主要酶 。
表 1 微生物降解有机磷农药的重要作用位点和酶的种类[1]
作用位点 P 一 0 一烷基 P 一 O 一芳基 O = P 一 NH - 烷基 一 NO2 C 一 P - C 一 P 一 苯环
广泛存在着大量的具有共代谢功能的微生物 , 它 们可以降解多种类型的化合物 。因而 , 共代谢作 用在农 药 的 微 生 物 降 解 过 程 中 发 挥 着 主 要 的 作 用[3 ,4 ,11 ] 。
312 微生物降解有机磷农药的生化反应 微生物降解农药的主要生化反应有[9 ,12 ] : (1)
酶的种类 水解酶
水解酶
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 、
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
农业与技术
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解该农药的酶系基因 , 当有机磷农药进入土壤后 , 微生物马上能产生降解有机磷农药的降解酶 ; 另 一种是微生物本身并无可降解该有机磷农药的酶 系 , 当农药进入环境后 , 由于微生物生存的需要 , 微生物在适应环境的过程中基因发生重组或突变 , 产生新的降解酶系 。细菌降解有机磷农药的实质 是酶促反应 , 即农药分子通过一定的方式进入细 菌体内 , 然后在各种酶的作用下 , 经过一系列的 生理生化反应 , 最终被完全降解或分解成分子量 较小的无毒或毒性较小的化合物[2] 。微生物所产 生的酶系 , 有的是组成酶系 , 如 : 门多萨假单胞 菌 DR - 8 对甲单脒农药的降解代谢 , 产生的酶主 要分布于细胞壁和细胞膜组分[3] ; 有的是诱导酶 系 , 如王永杰等[4]得到的有机磷农药广谱活性降 解菌所产生的降解酶等 。
第 26 卷 第 3 期 ·4 3 · 2006 年 6 月
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有机磷农药的微生物降解 3
李建华1 董锦艳2 宋洪川3
(1. 云南师范大学生命科学学院 , 云南 昆明 650092 ; 2. 云南大学生物资源保护与利用国家重点实验室 , 云南 昆明 650091 ; 3. 云南师范大学省农村能源工程重点实验室 , 云南 昆明 650092)