鞘氨醇單胞菌DP58降解吩嗪-1-羧酸(PCA)的特性研究和產(chǎn)物鑒定.pdf

1、新型生物農(nóng)藥申嗪霉素,其有效成分為吩嗪-1-羧酸(phenazine-1-carboxylic acid, PCA),對甜椒疫病和西瓜枯萎病的防治具有廣譜、高效、低毒、環(huán)境相容性好、生產(chǎn)成本低等顯著特點(diǎn)。但在生物防治過程中發(fā)現(xiàn),PCA在大田中易被降解,影響其防治效果,因此需要研究PCA的生物降解機(jī)理,了解它的環(huán)境行為,為提高申嗪霉素的防治效果、合理使用申嗪霉素奠定基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)室在此前的研究中已經(jīng)篩選出能夠高效降解PCA的菌株,經(jīng)菌種鑒定

2、后命名為鞘氨醇單胞菌DP58。本論文的研究內(nèi)容是該菌對PCA的降解特性和降解產(chǎn)物。本論文首先考察了鞘氨醇單胞菌DP58對PCA的降解特性:以PCA為唯一碳氮源配成無機(jī)鹽培養(yǎng)基,通過改變PCA的初始濃度和不同的細(xì)菌接種量,發(fā)現(xiàn)PCA被降解時減少的濃度與細(xì)菌細(xì)胞數(shù)量的增量呈線性關(guān)系,另外增加PCA的濃度和減少接種量都會延長該菌降解PCA的啟動期,我們同時還發(fā)現(xiàn)該菌降解PCA的濃度上限在2000mg/L和3000mg/L之間。然后,通過不同培

3、養(yǎng)基條件的降解研究得知鞘氨醇單胞菌DP58降解PCA會受到葡萄糖的抑制。另外,通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),以不同溫度、pH值、搖床轉(zhuǎn)速的組合確定影響該菌株降解PCA的主要因素為pH值,其次是溫度。最后,為分析PCA基團(tuán)結(jié)構(gòu)與降解的關(guān)系,研究了該菌株對PCA的結(jié)構(gòu)類似物吩嗪的降解,發(fā)現(xiàn)鞘氨醇單胞菌DP58降解吩嗪的能力有限。本論文的另一個研究內(nèi)容是鞘氨醇單胞菌DP58降解PCA的產(chǎn)物鑒定:利用制備型高效液相色譜(HPLC)分離制備出PCA的兩種主要

4、降解產(chǎn)物,然后再通過液質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜(LC-MS)、N,O-雙(三甲基硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)衍生化后的氣質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜(GC-MS)和核磁共振氫譜(1H-NMR)這些化學(xué)分析手段鑒定降解產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)。被分離出來的兩種降解產(chǎn)物分別被鑒定為4-羥基-1-(2-羧基苯基)-2-氰基-2-氮雜環(huán)丁烯(HPAEC)和4-羥基-1-(2-羧基苯基)-2-氰基氮雜環(huán)丁烷(HPAC),這兩個降解產(chǎn)物之間存在轉(zhuǎn)化關(guān)系。我們再根據(jù)以上的降解產(chǎn)物,對鞘氨醇