[發明專利]煙堿類殺蟲劑噻蟲啉的微生物降解方法

無效

• 申請號: 201110145683.6
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102343133A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 戴亦軍;張會娟;周廣燦;姬微微;袁生
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: A62D3/02
• 分類號: A62D3/02;C12P17/16;A62D101/28;C12R1/01
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明涉及一種可用于煙堿類殺蟲劑噻蟲啉微生物降解技術及其在酰胺噻蟲啉生物合成中的應用。

背景技術

氯代煙堿類殺蟲劑是用于防治刺吸口器和一些咀嚼口器害蟲最有效的農藥有效成分之一。噻蟲啉（Thiacloprid，圖1）是一種對刺吸口器害蟲有高效的廣譜殺蟲劑，對梨果類水果、棉花、蔬菜和馬鈴薯上的重要害蟲有優異的生物活性。除對蚜蟲和粉虱有效外，噻蟲啉對各種甲蟲和鱗翅目害蟲也有效。目前，噻蟲啉在全球50多種農作物上使用。近幾年來在我國開始推廣和使用。噻蟲啉的環境行為研究表明，噻蟲啉可在動植物體內被羥基化，脫氫，水解等。噻蟲啉在土壤中的主要代謝途徑為水解氰基亞胺基藥效基團生成酰胺噻蟲啉。申請人所在實驗室報道了一株紅酵母Rhodotorula?mucilaginosa?IM-2可降解噻蟲啉并生成產物酰胺噻蟲啉，然而R.?mucilaginosa?IM-2的生長細胞需要在添加葡萄糖的礦物鹽培養基中才能降解噻蟲啉（Dai?et?al.?2010）。葛峰等人申請了一種酰胺噻蟲啉的化學合成方法的發明專利（專利公開號：CN101792439A），然而該方法需要使用強酸和強堿以及反應介質丙酮。

本發明采用微生物非生長細胞（靜息細胞）進行噻蟲啉的降解以及合成酰胺噻蟲啉，不需高溫高壓、方法溫和且更為安全。在噻蟲啉降解和合成酰胺噻蟲啉過程中不需要添加葡萄糖等初級能源物質用于噻蟲啉的共代謝降解。因而該技術具有工藝簡單、節約原料等特點。

發明內容

本發明的目的是提供一種在噻蟲啉降解和合成酰胺噻蟲啉過程中不需要添加葡萄糖等初級能源物質用于噻蟲啉的共代謝降解的方法。

本發明的原理如圖1所示，是采用微生物降解進行噻蟲啉的降解以及合成酰胺噻蟲啉。

本發明先培養獲得微生物菌體，將菌體加入到含有一定濃度噻蟲啉的緩沖溶液中，一定時間后取樣，高效液相色譜法（HPLC）分析噻蟲啉的濃度。如噻蟲啉濃度與不加菌體的對照組相比，有明顯降低，則表示該微生物菌株具有噻蟲啉的降解能力。采用上述方法，本發明從菌種庫中篩選到Variovorax?paradoxus?CGMCC?1.1842；?Acinetobacter?johnsonii?ACCC?02175；Ochrobacterium?anthropi?CGMCC?1.2501；Sinorhizobium?medicae?CGMCC?1.2547等菌種具有噻蟲啉降解能力。降解過程中噻蟲啉的氰基轉變為酰胺基，生成酰胺噻蟲啉。

本發明所述的煙堿類殺蟲劑噻蟲啉的微生物降解方法，是接種可降解噻蟲啉的微生物于培養液中，于20-40℃培養10-48h后，洗滌和收集菌體；將菌體加入到含降解底物10-200mg/L噻蟲啉的pH6.0-8.5的緩沖液中，于20-40℃振蕩培養。利用微生物的代謝能力同時進行噻蟲啉的降解和酰胺噻蟲啉的生物合成。該方法工藝簡單安全，操作簡便，可用于噻蟲啉的污水處理和噻蟲啉污染土壤修復以及酰胺噻蟲啉的生物合成。

上述具有噻蟲啉降解能力的菌株可以是Variovorax?paradoxus?CGMCC?1.1842；?Acinetobacter?johnsonii?ACCC?02175；Ochrobacterium?anthropi?CGMCC?1.2501；Sinorhizobium?medicae?CGMCC?1.2547等菌種。上述菌種可在菌種保藏管理中心購買到。

上述應用于菌體培養的培養液沒有特別的限制，可以是任何一種適合于上述微生物生長的營養物質。

上述微生物發酵培養條件是：20-40℃，50-300?rpm搖瓶振蕩通氣、或攪拌通氣供氧，發酵10-48h。

上述微生物在發酵過程中不需要添加特別的誘導劑誘導降解酶和酰胺噻蟲啉合成酶。

上述發酵液與菌體分離，可采用離心分離方法、或過濾分離方法獲得菌體細胞。

上述降解噻蟲啉的條件為，底物噻蟲啉的濃度介于10-200mg/L，在任意一種pH?6.0-8.5緩沖溶液中進行降解和合成酰胺噻蟲啉，溫度范圍在20-40℃，50-300?rpm搖瓶振蕩通氣、或攪拌通氣供氧，反應時間介于10-60h。

附圖說明

圖1?微生物降解噻蟲啉生成產物酰胺噻蟲啉。