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研究揭示土壤生物可定向控制手性除草劑污染

2021-09-30 10:00:39來源:中國農業科學院煙草研究所作者:王秀國
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 近日,中國農業科學院煙草研究所煙草病蟲害防控創新團隊研究發現,土壤生物可定向控制手性除草劑污染。相關研究成果刊登在《有害物質雜志(Journal of Hazardous Material)》上。

  

  在現代農業生產中,為了提高作物產量和節省人工,農田除草劑得到了廣泛應用。但是,由于不合理使用,導致除草劑有效利用率低,殘留污染嚴重。如何在保證防效的前提下,降低除草劑殘留對農田生態環境的危害,受到了人們的廣泛關注。土壤微生物在去除有機污染物方面發揮著重要作用,并且微生物介導下的生物修復被廣泛認為是一種環境友好型的污染控制方式。

  該團隊以農業生產中廣泛使用的手性氯代乙酰胺類除草劑為研究對象,通過宏基因組測序和熒光定量PCR等多種方法,發現了2種土著微生物( Amycolatopsis 和 Sacomonospora )是導致氯代乙酰胺類除草劑乙草胺和精異丙甲草胺產生選擇性降解的主要種群,進一步發現了4種關聯降解基因( ppah 、 alkb 、 benA 和 p450 ),并采用網絡分析進一步明確了功能微生物種群與降解基因之間的共存模式。在此基礎上,深入研究了土壤動物蚯蚓對手性氯代乙酰胺類除草劑選擇性降解的作用與角色,明確了蚯蚓通過促進原有功能微生物種群的生長和向土壤中引入新的功能微生物種群,加速高毒對映體降解的作用機制。該研究對于定向消除高毒低效對映體,降低除草劑生態環境污染,實現手性除草劑污染的定向控制與治理具有重要意義。

  該研究得到了國家自然科學基金、中國農業科學院創新工程、煙草綠色防控重大專項等項目的資助。(通訊員  鞠曉暉)

  原文鏈接:

  1.https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126669

  2.https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127135

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