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【?生物修复中微生物的生态关系】
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微生物作为顶级生态群落的一部分 ， 与其他生物有着复杂的关系 。 在大多数情况下 ， 一种微生物不能直接利用自身代谢产生的能量 ， 因此 ， 共代谢是污染物降解的主要机制 ， 此外 ， 微生物之间普遍存在协同作用以降解污染物 。 一种微生物的代谢物使另一种微生物的存在成为可能 ， 从而导致彼此的营养需求 。 参与这一过程的是微生物群落 。 因此 ， 环境中污染物降解率的估算应从全过程入手 。 此外 ， 微生物之间存在竞争关系 ， 在竞争条件下 ， 即使环境中存在某种降解微生物 ， 也不时会发生污染物降解 。 原因是其他生物可能更容易获得有利因素 ， 导致快速生长繁殖 ， 最终成为环境中的优势物种 ， 而降解微生物的生长受到抑制 。
因此 ， 阐明微生物种群结构有助于预测污染物在环境中的去向 ， 根据环境中不同的污染物设计不同的生物修复方案 ， 培养特殊的降解微生物群落 。 目前 ， 农药在农业生产中被广泛使用 ， 以预防和控制作物病虫害和相关疾病 ， 以保持产品质量高 ， 产量损失最小 ， 然而 ， 现代农业实践中过度使用杀虫剂/化肥导致了包括空气、土地和水在内的不同介质的污染 ， 并对人类健康和非目标动物产生不利影响 。 根据环境保护署的数据 ， 全球使用的全部杀虫剂中约有45%是有机磷杀虫剂 ， 它们具有危害生态系统的巨大潜力 。
研究人员报告称 ， 全球每年约有20万人死于有机磷中毒 。 已经开发了几种物理化学技术用于农药降解和部分或全部污染场地的修复 。 然而 ， 这些方法的使用由于其成本升高和在此过程中产生二次废物而受到有限的接受 。 从不同来源分离和筛选的多种微生物显示出将大量农药残留物降解为环境中无害产品的巨大潜力 。 生物修复方法通常需要生物刺激 ， 这意味着在培养基中加入多种营养物质以促进微生物菌株的生物吸附和降解能力 。
此外 ， 本土微生物对多种农药污染物的生物降解效率通常是有限的 。 高效基因工程菌的构建大大提高了污染物降解效率和工程菌适应更广泛环境的能力 。 目前 ， 已从不同物种中发现了多种具有农药降解能力的基因 ， 为构建基因组提供了可能 ， 称为工程细菌 。 工作人员通过采用整合阿特拉津氯水解酶的重组大肠杆菌 ， 成功地在阿特拉津污染的土壤中进行了现场规模的生物修复 。
一种稳定的基因工程鞘氨醇单胞菌属 ， 通过在高效六氯环己烷降解的鞘氨醇单胞菌中过 ， 表达甲基对硫磷水解酶基因构建了具有降解六氯环己烷 ， 和甲基对硫磷能力 ， 为了降解有机氯和有机磷酸盐的农药混合物 ， 在大肠杆菌中过表达降解基因 ， 构建了具有同时降解有机氯能力的工程菌株和有机磷酸盐 。 除了相关基因的过表达外 ， 原生质体融合技术也是一种融合亲本在污染降解方面的优势 ， 构建污染控制工程中的工程菌株的潜在途径 。 为了环境的可持续发展和人与自然的和谐共生 ， 发展生物农药已成为保障人类健康和农业可持续发展的重要趋势 。
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