[发明专利]一种拟除虫菊酯类杀虫剂残留降解菌株及其应用

说明书

本发明公开了一种拟除虫菊酯类杀虫剂残留降解菌株及其应用。所述菌株为鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas trueperi)菌株CW3，已于2019年11月13日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC NO：60893。该菌株具有显著的高效降解丙烯菊酯等拟除虫菊酯类杀虫剂的潜力，将该菌株制备成降解菌剂，具备生产成本低、安全高效、使用方便等特点，可用于修复被丙烯菊酯等拟除虫菊酯类农药污染的自然环境；直接施用处理7天后可使水体中的丙烯菊酯残留量降低93％以上，同时对土壤也具有高效的生物修复作用，为解决农业生产中拟除虫菊酯类杀虫剂残留超标及环境污染问题提供一种新思路，对生产无毒无公害的绿色农产品，具有重要的理论指导和实际应用价值。

技术领域

本发明属于微生物降解技术领域。更具体地，涉及一种拟除虫菊酯类杀虫剂 残留降解菌株及其应用。

背景技术

拟除虫菊酯杀虫剂在全球范围内被广泛地应用于作物增产和家庭卫生害虫 防治。然而，拟除虫菊酯的广泛应用会导致环境破坏，影响人类健康。施用过程 中农药会分散在空气、水和土壤环境中，会进入地下水，通过饮用水进入食物链， 从而影响非靶标生物的健康。拟除虫菊酯在环境中的残效期很长，但是利用物理 化学降解方法和微生物降解方法可以去除这些农药残留。天然除虫菊酯来源于植 物(除虫菊)，而拟除虫菊酯根据天然除虫菊酯研发而成，这两种农药均可用于昆 虫防治。美国环境保护署(USEPA)曾报道称大量使用拟除虫菊酯会伤害人体健 康。拟除虫菊酯在病虫害控制方面占据非常重要的地位，约占全球农药市场份额 的25％。根据拟除虫菊酯的化学结构和机理，拟除虫菊酯分为两大类(I型和II 型)。丙烯菊酯是一种I型拟除虫菊酯，因为它在α手性碳位置缺乏氰基基团。

丙烯菊酯是拟除虫菊酯家族中的一种，常用于防控家庭中的苍蝇、蚊子、螨 虫、以及家庭宠物身上的跳蚤和虱子。在自然环境不同的分散体系中，丙烯菊酯 的半衰期从48小时到几个月不等。丙烯菊酯能够导致神经突触中毒，表现为抑 制钠离子通道的功能，最终导致昆虫的神经系统的过度活跃、瘫痪和死亡。丙烯 菊酯已在家庭和农业应用中的大量使用，其残留物会在环境中存留很长时间。在 哺乳动物体内，摄入的丙烯菊酯会降解产生自由基，从而破坏细胞DNA导致各 种健康问题。曾经有文章报道过丙烯菊酯对啮齿动物的神经毒性案例，以及对人 类外周血淋巴细胞和瑞士白化病小鼠的基因毒性的案例。丙烯菊酯进入人体后， 会通过线粒体介导的细胞凋亡对人角膜上皮细胞产生毒性，并改变人体血浆细胞 的生化特征。

为了去除环境中残留的拟除虫菊酯类农药，微生物降解被认为是一种环保有 效的方法。以前报道了在土壤和水中筛选出多株拟除虫菊酯降解菌，包括细菌和 真菌。这些微生物能够利用拟除虫菊酯作为碳和氮的唯一来源来生长。微生物通 常通过脂键水解的方式代谢拟除虫菊酯类农药，最终形成脂肪族短链烃类。在不 同的条件下，降解菌一般可以降解25-1200mg/L浓度范围的拟除虫菊酯。目前， 已经报道的可降解拟除虫菊酯的微生物包括：芽孢杆菌、假单胞菌、拉乌尔菌、 节杆菌、嗜铬菌、曲霉、念珠菌和木霉等。拟除虫菊酯降解菌一般含有拟除虫菊 酯水解酶，这种酶能使拟除虫菊酯得酯键裂解。

如专利201710927602.5公开了一种复合菌剂及其在降解土壤中拟除虫菊酯 类农药残留的用途，利用驯化技术以鞘氨醇单胞菌、地衣芽孢杆菌、沼泽红假单 胞菌、藤黄微球菌和阴沟肠杆菌复配，驯化制备得到一种复合菌剂，可以降解联 苯菊酯、甲氰菊酯和氯氰菊酯；但是没有降解丙烯菊酯；而且，目前现有的降解 菌资源库远远不能满足化学农药残留污染生物降解的实际需求。特别是目前缺乏 专门针对丙烯菊酯等拟除虫菊酯类农药的降解制剂产品。

发明内容