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对硫磷类的有机农药被大量用于农业生产与害虫防治,但其残毒会造成环境与食品的严重污染,引起了社会的广泛关注。曾有文献报道,多株微生物可以共代谢的方式矿化对硫磷,即一株菌将对硫磷降解成对硝基苯酚后再由其他菌株进行彻底的分解。我们从湖北沙市农药厂土样中分离出若干株有机磷农药降解菌株,其中之一具有彻底降解对硫磷的能力。 该菌经生理生化特性分析和16s rDNA序列同源性分析,鉴定为假单胞菌属,命名为Pseudomonas sp.WBC-3。该菌在pH7-8、温度23-30℃范围内均生长良好,对甲基对硫磷的耐受浓度很高,在单纯无机盐培养基中可达到800ppm,在含有葡萄糖的培养基中可达到2000ppm。该菌能够以甲基对硫磷作为唯一碳源、氮源,将其彻底降解作为生长基质。生长到对数期时对底物的消耗最为旺盛,对于300ppm的甲基对硫磷在22小时即可降解完全。该菌含有两个质粒,当使用丝裂霉素C进行质粒的消除时,其降解性能也随之消失。 该菌编码有机磷降解酶的基因位于其约20kb的质粒上,与GenBank中收录的Flavobacterium sp. ATCC 27551的opd基因有99%的同源性。经PCR扩增获取该段基因构建出大肠杆菌表达载体pET28-opd,在E.coli中诱导表达表现出较高的酶活。 经硫酸铵沉淀、凝胶过滤、离子交换柱层析等步骤,从WBC-3菌的细胞周质组分中纯化出有机磷降解酶,该酶在SDS-PAGE胶上显示为分子量约为33×103的条带。该酶的最适pH为8.5,最适温度为40-45℃,在高温下较为稳定,70℃可维持活性10分钟。Ca2+、Cd2+对于酶有激活作用,Mn2+、Zn2+、Fe2+、Hg2+等金属离子及DTT、疏基乙醇、EDTA等化合物对酶有抑制作用,SDS处理使酶完全失活。 WBC-3菌彻底降解有机磷的能力及其对于高浓度农药的耐受和降解能力,均较文献中报道的Flavobacterium sp.ATCC 27551或Pseudomonas diminuta MG更强,而且在该菌中有机磷降解酶多分布于细胞周质中,比较利于提取纯化。在由芳香烃类化合物引起的环境污染治理的过程中,该菌体现了稳定、高效的降解性能,因而被认为是一株高效、广谱的芳烃类微生物降解菌,具有重要的研究价值和开发价值。