[發明專利]一種清除水體有機污染物的轉基因復合型水蕹菜的培育方法

有效

• 申請號: 201410493727.8
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104313050B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 孫揚;向太和;韓依萱;王嫚;宋亞玲;吳玲
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: C12N15/84
• 分類號: C12N15/84;A01H4/00;A01H5/00;C02F3/32;C02F101/38;C02F101/36
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司33201
• 代理人: 黃美娟,李世玉

(一)技術領域

本發明涉及一種水體有機污染物的去除方法，特別涉及一種清除水體有機污染物的轉基因復合型水蕹菜的培育方法。

(二)背景技術

水蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk)屬旋花科草本植物，俗稱竹葉菜，有水生和旱生兩種生態類型。水蕹菜可以一次栽種、多次收割，從而把營養物質直接從污染水體中去除而不產生二次污染。

有學者研究了水蕹菜在水體凈化方面的功能。李欲如等在蘇州重污染河道上種植水蕹菜以控制水體水質污染。不僅進行了靜態試驗，而且在重污染河道苗家河上作了示范應用。靜態試驗結果表明在氣溫35℃、水溫30℃以上的條件下，水蕹菜對重污染水體中利用高錳酸鹽指數法測定的化學需養量濃度(COD_Mn)、總氮濃度(TN)、NH₄⁺-N、總磷濃度(TP)的去除率分別為37.0％、92.9％、93.9％、94.3％；苗家河示范工程水域中水質有明顯改善，透明度可達90-130cm，認為水蕹菜是對蘇州重污染河道凈化處理的優良生物材料之一(李欲如,操家順,徐峰,周金余.水蕹菜對蘇州重污染水體凈化功能的研究.環境污染與防治,2006,28(1):69-71)。操家順等報道了水蕹菜對重污染河道凈化及克藻功能，結果與李欲如等的報道相似(操家順,李欲如,陳娟.水蕹菜對重污染河道凈化及克藻功能.水資源保護,2006,22(2):36-41)。顧國平等采用浮床種植水蕹菜等6種陸生植物，初步研究了浮床種植植物對景觀水體中主要養分氮、磷的去除動態及效率，結果表明，以水蕹菜去除效果最佳。水蕹菜能夠大量吸收N、P營養提供自身生長所需，在試驗進行的第6d及第10d可分別使試驗水體的TN、TP去除率達到100％，對改善水質、修復水體具有重要作用(顧國平,周麗燕,王森.空心菜對景觀水中氮磷的去除效果研究初報.安徽農學通報,2008,14(19):111-112)。黃婧等研究了浮床水培水蕹菜的生物學特性及水質凈化效果，結果顯示，水蕹菜以總氮計，1m²的水蕹菜可以把73.06m³的水由Ⅴ類凈化到Ⅲ類；以總磷計，則可凈化134.73m³的水，因此，水蕹菜與其他水培植物相比具有較強的N、P吸收力，是一種可用于富營養化水體水質凈化的優良植物(黃婧,林惠鳳,朱聯東,李兆華.浮床水培蕹菜的生物學特征及水質凈化效果.環境科學與管理,2008,33(12):92-94)。宋超等利用PVC管構建浮床，研究了浮床栽培水蕹菜對羅非魚養殖池塘水體中N和P的控制效果。數據表明，在試驗后期，池塘水體中總氮水平降至淡水養殖池塘廢水排放二級標準，而總磷水平達到地表水環境質量二類標準，氨氮的水平控制在1mg/L以下，而亞硝酸鹽氮水平則控制在0.1mg/L以下。從各處理組對污染物的去除情況來看，水蕹菜種植時間與種植面積均與N、P的去除效果呈現較好的正相關關系，種植時間越長(>60天)，種植面積與去除效果的正相關性越明顯。結果表明，在集約化養殖池塘中采用浮床栽培水蕹菜能夠對氮和磷實現有效的控制，并且，水蕹菜浮床覆蓋率為20％時比10％和15％處理組更具有經濟效益(宋超,陳家長,戈賢平,吳偉,范立民,孟順龍,胡庚東.浮床栽培空心菜對羅非魚養殖池塘水體中氮和磷的控制.中國農學通報,2011,27(23):70-75)。唐瑩瑩等報道在塑料水箱中水培水蕹菜，研究浮床水蕹菜對氮循環細菌數量、分布和氮素凈化效果的影響。研究結果表明，浮床水蕹菜氮循環細菌總數、氨化菌、亞硝化菌、硝化菌數量極顯著高于空白對照；而浮床水蕹菜反硝化菌數量與空白對照差異不顯著；氨化菌在根內、根面、水體中的分布差異不大，亞硝化菌主要分布在根內和根面，硝化菌主要分布在根面，反硝化菌主要分布在水體中。試驗結束時，浮床水蕹菜系統和空白對照對氨氮的去除率分別為91.8％和88.5％。浮床水蕹菜系統中氮素的去除是植物吸收、根系表面的氨化作用、以及水體中硝化和反硝化共同作用的結果，而空白對照系統中氮素的主要去除途徑是微生物的硝化和反硝化作用以及氨揮發(唐瑩瑩,李秀珍,周元清,賈悅,辛在軍,孫永光.浮床空心菜對氮循環細菌數量與分布和氮素凈化效果的影響.生態學報,2012,32(9):2837-284)。楊文婕和劉更另分析了磷和硫對水蕹菜吸收砷的影響，結果顯示，微量的砷有利于水蕹菜生長，而過量的磷和硫阻抑砷這種有益效應的發揮(楊文婕,劉更另.磷和硫對空心菜吸收砷的影響.環境化學,1995,15(4):374-379)。此外，任朋娟等研究兩性表面活性劑BS-12和Cd²⁺共存對水蕹菜種子萌發、葉綠素含量及MDA含量等的影響。結果表明，BS-12為50mg/L時，能降低Cd²⁺對水蕹菜種子萌發的毒害作用(任朋娟,孟昭福,馬云飛,袁進,郭彩虹,樊利,趙賢.BS-12與Cd²⁺復合污染對空心菜種子萌發及生長的影響.西北農業學報,2011,20(4):129-133)。