[01118368]近岸海域环境中拟除虫菊酯类农药污染微生物代谢及选择性降解机制研究

拟除虫菊酯类农药因具有高效、广谱、对哺乳动物低毒等特点被广泛应用于农业生产,在世界范围内使用量逐年增加,然而,该类农药在促进农业发展的同时,也造成了严重的环境污染,并通过雨水、地表径流等途径进入近岸海域环境;同时,该类农药常用于海水养殖中清塘、杀灭寄生虫和敌害生物等,由于没有指导性用量及部分养殖用户缺乏科学理论知识,在清塘时使用违禁农药、不规范施药和盲目大量使用现象普遍存在,从而导致近岸海域环境中拟除虫菊酯类农药残留污染。目前,研究表明,该类农药对甲壳类、鱼类、贝类、藻类等水生生物具有较强的毒性,尤其是部分种类具有内分泌干扰、免疫和神经毒性等多种毒性,对近岸海域养殖、育苗等产生危害,且因其较强的亲脂性,易通过生物富集进入水生生物体内,大大增加了近岸海域养殖生物的污染风险,养殖环境中较低的浓度水平就可对水产品质量和人类健康等产生严重影响,其危害日益受到各国政府和公众的高度重视,因此,开展近岸养殖环境中具有环境内分泌干扰特性拟除虫菊酯类农药的去除机制研究,对保护近岸海域生态环境、水产品安全以及人类健康,推动渔业可持续健康发展具有重要的社会、经济意义。 因此,本项目基于蛋白组学对降解微生物体内参与拟除虫菊酯类农药代谢的完整酶系以及调控机制研究基础上,同步对降解微生物在拟除虫菊酯类农药环境压力下的代谢组进行定性、定量分析,通过对微生物代谢网络中拟除虫菊酯类农药降解中间产物和代谢物代谢途径相互作用和影响的研究,全方位反映微生物在农药刺激下的瞬间生理状态,并结合对降解关键酶和拟除虫菊酯类农药降解中间产物种类的解析,关联分析蛋白组、代谢组和降解中间产物在微生物代谢网络中的相互作用,阐明拟除虫菊酯类农药在近岸海域环境中的微生物代谢途径及降解机制。同时,针对拟除虫菊酯类农药内分泌干扰物,制备获得易于从环境介质中分离和具有较高选择吸附特性、生物相容性的分子印迹纳米结构磁性微球,将其作为载体固定降解菌,特异性的提高微生物降解反应所需的底物浓度,有效提高微量拟除虫菊酯类农药的降解效率,阐明近岸海域养殖环境中拟除虫菊酯类农药内分泌干扰物的选择性去除机制,为建立有效地去除近岸海域环境中拟除虫菊酯类农药残留的微生物修复技术,保护近海环境、治理环境农药残留污染和保障养殖育苗、食品安全提供理论支持。