煙草所在除草劑污染定向控制與治理方面取得重要進展
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在除草劑污染定向控制與治理研究方面取得重要進展。相關研究成果在環境領域國際權威期刊《有害物質雜志(Journal of Hazardous Material)》(JCR 1區, Top 5%,IF2020="10.588)連續發表2篇論文,為推動除草劑污染定向控制與治理做出了重要貢獻。
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。除草劑在使用過程中,由于不合理使用導致有效利用率低,殘留污染嚴重,嚴重破壞了農田的生態平衡。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 Saccharomonospora )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。研究結果對于定向消除高毒低效對映體,降低除草劑生態環境污染,實現手性除草劑長期污染農田環境的定向控制與治理具有重要的現實和科學意義。
煙草所博士后韓令喜為2篇論文的第一作者,劉通副研究員為第2篇論文的共同第一作者,王秀國研究員為2篇論文的通訊作者。研究工作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、山東省和青島市博士后創新應用項目的資助。