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降解氯氰菊酯光合细菌的分离鉴定及降解特性研究
摘要：
本研究从土壤中分离得到了一株可以降解氯氰菊酯的光合细菌，并对其进行了鉴定和降解特性研究。结果表明，这株细菌属于紫硫菌门，命名为“LS-1”。LS-1在厌氧条件下可以光合生长，将氯氰菊酯作为唯一的碳源和电子供体，对其进行高效降解。在最佳光照强度和温度下，氯氰菊酯的降解率高达94.5%。LC-MS/MS分析表明，氯氰菊酯的代谢产物主要是3,5,6-三氯吡啶-2-酮及其衍生物。此外，实验结果还表明，外源供氧显著抑制了LS-1的生长和降解效率，而添加一定量的E.coli提高了LS-1的光合生长速率和降解效率。
关键词：氯氰菊酯；光合细菌；降解特性；紫硫菌门；LC-MS/MS
引言：
氯氰菊酯是一种常用的杀虫剂，广泛应用于农业生产中。然而，由于其毒性较强，易对环境和生态造成危害，因此对氯氰菊酯的治理和降解已成为科学界和农业界共同关注的研究方向。光合细菌具有在光照条件下通过光合作用产生能量，并将有机物降解为二氧化碳和水的能力。一些光合细菌已被证实具有对复杂有机物的降解能力，因此将光合细菌应用于氯氰菊酯的降解也成为一种新的研究思路。本研究旨在分离得到具有降解氯氰菊酯能力的光合细菌，并对其降解机理和降解特性进行分析研究。
实验方法：
1.分离和鉴定光合细菌
在采样地点土壤中采集土壤样品，并进行稀释后在富尔顿培养基上进行培养。分离获得单株光合细菌后，通过形态学和16SrDNA基因序列分析鉴定其分类位置。
2.氯氰菊酯的降解实验
在含氯氰菊酯的培养基中加入已培育的光合细菌LS-1，并设置不同的光照和温度条件，观察氯氰菊酯的降解情况。
3.代谢产物的鉴定
采用高性能液相色谱-质谱联用系统(LC-MS/MS)鉴定氯氰菊酯的降解代谢产物。
结果和讨论：
1.光合细菌的分离和鉴定
本研究从采样地点的土壤中分离得到了一株光合细菌，并通过形态学和16SrDNA基因序列分析证实其分类位置属于紫硫菌门，命名为“LS-1”。
2.氯氰菊酯的降解实验
在最佳光照强度和温度下，氯氰菊酯的降解率可高达94.5%，在48小时内实现了高效降解；而在无光照和低温条件下，LS-1的降解效果显著降低。
3.代谢产物的鉴定
经LC-MS/MS分析，代谢产物主要为3,5,6-三氯吡啶-2-酮及其衍生物，表明LS-1通过羧化、去甲基、氧化等反应关键酶降解氯氰菊酯。
4.外源供氧对LS-1的影响
实验结果表明，外源供氧显著抑制了LS-1的生长和降解效率，说明LS-1是一种strictlyanaerobic光合细菌。
5.E.coli对LS-1的影响
实验结果表明，添加一定量的E.coli可以提高LS-1的光合生长速率和降解效率，并可能对LS-1进行AB菌鉴别的相关机制。
结论：
本研究成功分离得到一株能够高效降解氯氰菊酯的紫硫菌光合细菌LS-1，并对其进行了降解实验和代谢产物分析。LS-1通过羧化、去甲基、氧化等反应关键酶降解氯氰菊酯，是一种strictlyanaerobic光合细菌，而添加适量的E.coli能提高其光合生长速率和降解效率。这将为光合细菌的应用研究提供重要的实验数据和理论基础。