[發明專利]降解有機磷農藥工程菌、其構建方法及應用

在審

• 申請號: 201410276444.8
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104087544A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 李同祥;孫會剛;黃天姿;候進慧;董玉瑋;湯薇;劉全德;劉賓賓
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/75;A62D3/02;C12R1/125;A62D101/04;A62D101/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 鄧唯

技術領域

本發明涉及一種可降解有機磷農藥工程菌，其構建方法及其應用，屬于生物降解技術領域。可用于土壤農藥污染的原位修復工程。

背景技術

農藥是目前世界各國防治農作物病蟲害和養殖業病害的有效手段。大量化學農藥,特別是高毒、高殘留農藥的使用,成為食品安全和危害人們健康的主要“殺手”。

目前，主要使用的化學農藥按其功能不同,主要分為殺蟲劑(Insecticide)、除草劑(Herbicide)和殺菌劑(Fungicide)三大類。依據化學結構不同,可分為有機氯類、有機磷類、擬除蟲菊脂類、氨基甲酸脂類和無機農藥等多種類型。這些化學農藥的共同特點是:①有毒性,且靶向性差；②殘留性,一般分為高殘留、中殘留和低殘留等；③遷移性和累積性,可通過空氣、土壤或地下水發生遷移,甚至在生物體內累積。有機磷類殺蟲劑成為目前使用量最大的農藥之一,多屬于高效農藥。目前,有機磷農藥包括甲拌磷、乙拌磷、內吸磷、對硫磷、甲胺磷、乙酰甲胺磷、殺螟硫磷、特普、敵百蟲、樂果、馬拉硫磷、甲基對硫磷、二甲硫吸磷、甲基對硫磷、甲基內吸磷、氧化樂果、久效磷等。有機氯農藥有滴滴涕、六六六、林丹、甲氧、高殘毒DDT、硫丹。常用的擬除蟲菊脂類農藥有溴氰菊脂、氯氰菊脂、氯菊脂、胺菊脂、甲醚菊脂等。氨基甲酸酯類有西維因、葉蟬散、涕滅威、呋喃丹和異索威等。

在我國的農藥品種結構中，具有高毒和“三致性”的殺蟲劑占全部農藥的40％以上，我國農藥劇毒、高毒農藥品種居多，存在著“3個70％”，即：農藥中殺蟲劑占70％；殺蟲劑中有機磷類品種占70％；有機磷類中少數幾個高毒品種占70％。

目前，世界上有機磷農藥(organophosphorus?pesticides,OPs)的種類已達150多種，成為使用量最大的農藥之一，我國生產的有機磷農藥的品種就有20余種，年產量超過100kt，占我國農藥總產量的80％以上。

據統計，我國施用農藥面積在218億hm2以上，每年用量50～60萬噸。這些施用的農藥，有50％～60％殘留于土壤。目前,我國約有87～107萬hm2的農田土壤受到有機磷農藥嚴重污染，危害也越來越大。主要表現為：

一是有機磷農藥在殺死靶標生物的同時,也或多或少地殺死非靶標生物,對周圍環境乃至整個生態環境造成嚴重的破壞。

二是土壤中有機磷的成分含量過高，通過糧食、蔬菜、水果等間接影響人體和動物的健康。有機磷農藥對人體的危害不僅表現在干擾人體化學信息的傳遞，破壞身體的酶，而且它阻礙器官發揮正常的生理功能，導致神經系統功能失調。癌癥、不孕癥、內分泌紊亂等疾病均與有機磷農藥污染有關。

三是有機磷農藥對土壤微生物數量、種群結構和生物活性產生嚴重影響，造成土壤生產力下降。土壤微生物是調節土壤肥力的重要因素。高毒性有機磷農藥的不斷使用，破壞了土壤微生物的繁殖，使敏感性的菌種受到抑制，土壤微生物的多樣性遭到破壞，種群趨于單一化，引起原有的平衡紊亂功能失調從而影響土壤物質和能量的循環，影響土壤微生物的氨化硝化和呼吸作用等，由此破壞了土壤結構和理化性質，土地肥力持續下降。

為治理有機磷農藥對生態環境的危害，各國的研究人員做了大量的農藥降解方法研究，建立了生物降解、化學降解、光化學降解、超聲波、洗滌劑和電離輻射等。而土壤中有機磷農藥污染的治理主要是通過微生物降解有機磷農藥。從上個世紀60年代開始，在污染物降解菌的分離、污染土壤微生物多樣性以及微生物中污染物降解基因的克隆等方面均有一定的研究。到目前為止，已分離到多種降解有機磷農藥微生物，包括細菌、放線菌、真菌及藻類，其中細菌和真菌最多，細菌研究的較為透徹。細菌中優勢菌主要為假單胞菌、芽胞桿菌、產堿桿菌、無色桿菌、黃桿菌等。但是，據《國際微生物學會聯盟通訊》有關專家估計，全球約有50萬～60萬種微生物，而今已被研究和記載的還不到5％，在如此豐富的微生物資源庫中，由于自然環境及其它理化條件的差異，尤其是長期受農藥脅迫的環境中，仍有很多能降解農藥的微生物未被發現，現在分離到的還只是滄海一粟。因此，降解農藥的微生物還需進一步的發現和研究。

研究發現新的農藥降解菌，可豐富降解農藥微生物的種類，為土壤生物修復技術的研究和應用提供依據，為構建有機磷降解高效工程菌提供新的資源，推進生物修復工程的發展，造福人類具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種降解有機磷農藥工程菌、其構建方法及其應用。