一种高效降解农药的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物技术领域，更具体地，涉及一种高效降解农药的方法，具体为利用 苏云金芽抱杆菌化-1降解嚼菌醋、離菌醋、化哇離菌醋、高效氯氯菊醋、漠氯菊醋、高效氯 氣氯菊醋和甲氯菊醋。
【背景技术】
[0002] 果蔬农药残留超标问题是制约我国农产品出口的重要贸易壁垒，已严重威胁我国 农副产品的销售，给我国造成巨大的经济损失也造成了巨大的生产浪费。由农药残留而造 成的急慢性中毒事件也时有发生，如2011年4月份发生的青岛毒韭菜事件，造成多起食物 中毒事件，最终确认为有机磯农药中毒；2010年3月份发生的海南毒班豆事件，由于水胺硫 磯残留严重超标，致使大量班豆被销毁。有机磯类、拟除虫菊醋类、甲氧基丙帰酸醋类、賴醜 脈类农药等的广泛使用不仅严重影响农产品的食品安全和质量，同样也会引起±壤、地表 和地下水的污染，严重威胁到人们的生命安全。
[0003] W微生物为主体的生物降解技术用于降解各种环境污染物，目前已成为治理环境 污染的有效策略。但是，目前报道的能降解农药的微生物种类较少，与自然界丰富的微生物 菌种资源比还有很大的筛选空间。而且，现有技术中已报道的可降解农药的微生物对农药 的降解效率低且不稳定。因此，筛选不同种类的能够高效降解农药的微生物菌株，可为降低 作物、±壤或水体中农药残留提供有效措施，为保障农产品安全和自然环境安全提供技术 支撑。
[0004] 微生物降解环境污染物受到诸多条件影响，如微生物菌种接种量、温度、pH、湿 度和污染环境等等。因此，如何优化微生物降解污染物的降解工艺条件，使其降解效果达 到最大化是科研工作者亟待解决的具有重大经济和社会意义的科研命题。优化微生物降 解工艺条件最常规的方法是通过单因素试验逐个评估，但由于影响降解条件的因素不止 一个，且若想要得到精确且理想的试验结果，必须进行多次实验，因而试验次数多，工作量 大，且因各因素之间可能存在交互作用，结果并不可靠。响应曲面法（Response Surface Methodology, RSM)是国外近些年来开发出的一种基于统计技术的优化方法，有试验次数 少、精度高、预测性好等优点，可W有效优化和评价影响生物效能的各种因变量水平和交互 作用，利用其响应曲面图可直观地了解到自变量变化对变量的影响过程，并可确定影响因 素的最佳水平范围。如今，响应曲面虽已广泛应用于生物技术的各个领域，但用于优化微生 物降解含醋键农药的工艺条件尚未有相关报道。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中利用微生物降解嚼菌醋、離菌醋、 化哇離菌醋、高效氯氯菊醋、漠氯菊醋、高效氯氣氯菊醋和甲氯菊醋的效率低的缺陷，提供 一种高效降解W上农药的方法。
[0006] 本发明的目的是通过W下技术方案予W实现的： 一种高效降解农药的方法，具体为，将苏云金芽抱杆菌化-1在20?40。C、pH 6.0? 9. 0、接种量0. 05?0. 25 g/L的条件下降解嚼菌醋、離菌醋、化哇離菌醋、高效氯氯菊醋、漠 氯菊醋、高效氯氣氯菊醋和甲氯菊醋；所述苏云金芽抱杆菌化-1于2013年12月20日保藏 于中国典型培养物保藏中也（CCTCC)，菌种保藏号为CCTCC M 2013680。
[0007]发明人通过富集培养法从新加坡采集的±壤中分离获得一株苏云金芽抱杆菌 Bt-1，在2013年12月20日保存于中国典型培养物保藏中也（CCTCC)，地址为湖北省武汉市 武汉大学，保藏号为CCTCC M 2013680。
[000引优选地，所述降解的最优工艺条件为温度31。C、抑7. 6和接种量为0.1 g/L。
[0009] 本发明通过响应曲面法优化了苏云金芽抱杆菌化-1降解嚼菌醋、離菌醋、化哇離 菌醋、高效氯氯菊醋、漠氯菊醋、高效氯氣氯菊醋和甲氯菊醋的工艺条件，响应曲面法可W 减少实验次数，同时可进行因子的单次效应、二次效应W及交互效应的分析。
[0010] 优选地，所述苏云金芽抱杆菌化-1降解农药的最优工艺条件由W下响应曲面优 化设计得到： 51. 将所述苏云金芽抱杆菌化-1进行单因素降解试验，通过依次改变降解基本条件中 的温度、抑值、接种量、振荡速度和装液量，测定苏云金芽抱杆菌化-1对农药的降解率； 52. 根据单因素试验结果，选取影响降解效果比较显著的温度、抑值和接种量该H个 因素进行响应曲面优化设计，利用SAS 9. 0统计软件根据Box-Behnken设计原则进行试验 设计，W温度化）、抑值化）和接种量化）为自变量，W农药降解率为响应值（巧，建立多 元二次回归方程： K = 82. 47 + 1. 69Zi + 2. 04^2 + 1. 48名-8. 62Zi2 - 0. 28屯^2 + 0. 1 屯^3 - 11. +0. 05屯^3 + 3. 45名2 53. 利用Design-Expert 8.0.化软件根据多元二次回归方程进行绘图分析，得到回归 方程的响应曲面图； 54. 对多元二次回归方程求一阶偏导，通过解方程得到该模型的极值点，即理论最优降 解工艺条件；温度31. 0。C、pH 7. 6和接种量0. 1 g/L。
[0011] 优选地，所述苏云金芽抱杆菌化-1降解嚼菌醋、離菌醋、化哇離菌醋、高效氯氯菊 醋、漠氯菊醋、高效氯氣氯菊醋和甲氯菊醋的时间为5 d。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果： 本发明利用响应曲面法优化了苏云金芽抱杆菌化-1降解嚼菌醋、離菌醋、化哇離菌 醋、高效氯氯菊醋、漠氯菊醋、高效氯氣氯菊醋和甲氯菊醋的工艺条件，根据最优的降解工 艺条件建立了一种高效降解W上农药的方法，在最优降解工艺条件下(温度31.0 ° C、抑 7. 6和接种量0. 1 g/L)苏云金芽抱杆菌化-1降解效果明显提高，对上述农药的降解率达到 80% W上，具有非常重要的理论和应用价值。
【附图说明】
[0013] 图1.主要因子影响苏云金芽抱杆菌化-1降解效果的预测模型。
[0014] 图2.温度与抑交互影响苏云金芽抱杆菌化-1降解效果的响应曲面图。
[00巧]图3.抑与接种量交互影响苏云金芽抱杆菌化-1降解效果的响应曲面图。
[0016] 图4.温度与接种量交互影响苏云金芽抱杆菌化-1降解效果的响应曲面图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合说明书附图和具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本 发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的简单 修改或替换，均属于本发明的范围；若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术 人员所熟知的常规手段。
[0018] 苏云金芽抱杆菌化-1的获得： 本发明人通过富集培养法从新加坡采集的±壤中分离获得一株苏云金芽抱杆菌 (公化? 菌株化-1，在2013年12月20日保存于中国典型培养物保藏 中也（CCTCC)，地址为中国武汉，武汉大学，保藏号为CCTCC M 2013680。
[0019] 实施例1农药降解主要影响因素确定 选取温度、pH值、菌种接种量、装液量、振荡速率作为影响农药降解率的主要因素，并依 次改变上述各个因素，考察降解菌游cj77化? 仍'ensis化-1 (苏云金芽抱杆菌化-1) 对嚼菌醋、離菌醋、化哇離菌醋、高效氯氯菊醋、漠氯菊醋、高效氯氣氯菊醋和甲氯菊醋的降 解效果，结果发现，温度、抑值和接种量该H个因素对上述农药的降解率影响显著。
[0020] 实施例2苏云金芽抱杆菌化-1降解工艺条件优化 选取影响农药降解效果比较显著的温度、抑值和接种量该H个因素进行响应曲面优化 设计，利用SAS 9. 0统计软件根据Box-Behnken设计原则进行试验设计(表1 )，W温度U；)、 抑值化）和接种量化）为自变量，W嚼菌醋降解率为响应值（巧，建立多元二次回归方 程： K = 82. 47 + 1. 69Zi + 2. 04^2 + 1. 48名-8. 62Zi2 - 0. 28屯^2 + 0. 1 屯^3 - 11. +0. 05屯^3 + 3. 45名2
【主权项】
1. 一种高效降解农药的方法，其特征在于，将苏云金芽孢杆菌Bt-I在20?40 ° C、 pH 6. 0?9. 0和接种量0. 05?0. 25 g/L的条件下降解嘧菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯、高效 氯氰菊酯、溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯和甲氰菊酯；所述苏云金芽孢杆菌Bt-I于2013年12 月27日保藏于中国典型培养物保藏中心，菌种保藏号为CCTCC M 2013680。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降解的最优工艺条件为温度31 ° C、 pH 7. 6和接种量为0· I g/L。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述苏云金芽孢杆菌Bt-I降解农药的最 优工艺条件由以下响应曲面优化设计得到：
51. 将所述苏云金芽孢杆菌Bt-I进行单因素降解试验，通过依次改变降解基本条件中 的温度、pH值、接种量、振荡速度和装液量，测定苏云金芽孢杆菌Bt-I对农药的降解率；
52. 根据单因素试验结果，选取影响降解效果比较显著的温度、pH值和接种量这三个 因素进行响应曲面优化设计，利用SAS 9. 0统计软件根据Box-Behnken设计原则进行试验 设计，以温度U1)、pH值（Z2)和接种量（Z 3)为自变量，以农药降解率为响应值〇；)，建立多 元二次回归方程： Y1 = 82. 47 + 1. 69J1 + 2. 04 J2 + 1. 48 J3 - 8. 62 J12 - 0. 28 J1J2 + 0. II1I3 - 11. 52 J22 +0. 05 J2J3 + 3. 45 J32
53. 利用Design-Expert 8.0. 5b软件根据多元二次回归方程进行绘图分析，得到回归 方程的响应曲面图；
54. 对多元二次回归方程求一阶偏导，通过解方程得到该模型的极值点，即理论最优降 解工艺条件：温度31. 0 ° C，pH 7. 6和接种量0. I g/L。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述苏云金芽孢杆菌Bt-I降解嘧菌 酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯和甲氰菊酯的时间为5 d〇
【专利摘要】本发明属于生物技术领域，具体公开了一种高效降解农药的方法，即将苏云金芽孢杆菌Bt-1在温度31°C、pH？7.6和接种量为0.1g/L的条件下降解嘧菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯和甲氰菊酯等农药，在最优降解工艺条件下苏云金芽孢杆菌Bt-1降解效果明显提高，对上述农药的降解率达到80%以上，具有非常重要的理论和应用价值。CCTCC NO: M 20136802013.12.20
【IPC分类】A62D3-02, A62D101-04
【公开号】CN104548470
【申请号】CN201410774304
【发明人】陈少华, 廖立胜, 崔紫宁, 周佳暖, 贺飞
【申请人】华南农业大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月16日