三唑類農(nóng)藥的微生物降解研究進(jìn)展

王馨芳　鄭衛(wèi)剛　寇志安　張婉霞　張梓坤　史美玲　田永強(qiáng)

摘要：三唑類農(nóng)藥是一種廣泛使用的防治植物病害的殺菌劑和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，可通過(guò)抑制麥角甾醇的合成阻礙病原菌的細(xì)胞壁形成，從而起到防治作物病害的作用，也能抑制植物赤霉素合成延緩植物生長(zhǎng)；但因大范圍應(yīng)用及其難以降解的特性，污染環(huán)境和影響人類健康。為給三唑類農(nóng)藥的微生物降解提供參考，基于文獻(xiàn)研究，梳理總結(jié)了三唑類農(nóng)藥降解菌的種類、影響降解的環(huán)境因素和降解機(jī)理方面的研究進(jìn)展，明確了微生物在不同環(huán)境中能有效降解三唑類農(nóng)藥，微生物降解技術(shù)有望應(yīng)用于治理三唑類農(nóng)藥造成的環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞：三唑類農(nóng)藥；微生物降解；降解機(jī)理；環(huán)境污染修復(fù)

中圖分類號(hào)：S432? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2097-2172（2023）10-0909-08

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2023.10.005

Research Progress on Microbial Degradation of Triazole Pesticides

WANG Xinfang， ZHENG Weigang， KOU Zhian， ZHANG Wanxia， ZHANG Zikun，

SHI Meiling， TIAN Yongqiang

（College of Biological and Pharmaceutical Engineering， Lanzhou Jiaotong University， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： Triazole pesticides are widely used as fungicides and plant growth regulators， which can inhibit the synthesis of ergosterol to prevent the formation of cell walls of pathogenic bacteria， thereby， they play a role in crop disease control and can also inhibit the synthesis of plant gibberellin to delay the plant growth. However， because such fungicides are widely used and difficult to degrade， which pollute the environment and affect human health. In order to provide reference for the microbial degradation of triazole pesticides， the types of degrading bacteria to triazole pesticide degradation， environmental factors affecting degradation， and research progress on degradation mechanisms are summarized in this paper. It is clarified that micro-organisms can effectively degrade triazole pesticides under different condition， and microbial degradation technology is expected to deal with environmental pollution caused by triazole pesticides.

Key words： Triazole pesticide; Microbial degradation; Degradation mechanism; Environmental pollution remediation

為防治農(nóng)作物病害和保障農(nóng)作物產(chǎn)量，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中殺菌劑的使用量成倍增加。在全球范圍內(nèi)農(nóng)藥中除草劑、殺蟲劑和殺菌劑各占40%、17%和10%，殺菌劑是2019年歐盟銷量最高的農(nóng)藥類型［1 ］。目前世界上主要的殺菌劑類農(nóng)藥有5種，分別為三唑類、苯基吡咯類、嗜球果傘素類、苯并咪唑類、嗎啉類，其中三唑類農(nóng)藥的應(yīng)用最為廣泛［2 ］。三唑類藥物是有機(jī)雜環(huán)類化合物，由咪唑環(huán)、羥基（酮基）及取代芐基等構(gòu)成，多數(shù)屬于手性化合物，在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中兼具殺菌劑和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的作用。三唑類農(nóng)藥作為殺菌劑能通過(guò)抑制真菌細(xì)胞色素P-450依賴酶14α-去甲基化酶，阻斷真菌細(xì)胞中麥角甾醇的合成，增加細(xì)胞膜通透性［3 ］，從而達(dá)到殺菌效果，有效防治各類擔(dān)子菌、子囊菌、白粉菌和半知菌等真菌引起的植物病害［4 - 5 ］。作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能夠抑制植物的赤霉素合成相關(guān)酶，從而降低內(nèi)源赤霉素合成，延緩植物生長(zhǎng)［6 ］。然而，由于三唑類農(nóng)藥的廣泛應(yīng)用，此類農(nóng)藥所引起的問(wèn)題也日漸突出，并引起人們重視。三唑類農(nóng)藥往往具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，在環(huán)境中難以降解，半衰期從數(shù)周到數(shù)年不等，容易對(duì)土壤和水體造成污染。高劑量的三唑類農(nóng)藥會(huì)擾亂土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，破壞微生物平衡，使得土壤中酶活性降低，造成土壤肥力下降［1， 7］。土壤中的農(nóng)藥通過(guò)雨水淋溶作用進(jìn)入水環(huán)境后，會(huì)在水生生物體內(nèi)蓄積［8 ］， Jiang等［9 ］發(fā)現(xiàn)，水生生物基準(zhǔn)濃度和環(huán)境濃度下的苯醚甲環(huán)唑和戊唑醇代謝產(chǎn)物的累積可能會(huì)對(duì)斑馬魚生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。三唑類藥物進(jìn)入人體后也會(huì)干擾人體內(nèi)的激素分泌，Wang等［10 ］研究表明，戊唑醇、丙環(huán)唑、環(huán)丙唑醇和苯醚甲環(huán)唑能顯著影響雌激素合成。在高濃度的三唑類藥物環(huán)境中可能產(chǎn)生耐藥性病菌，如多效唑在農(nóng)田中的使用可誘導(dǎo)煙曲霉對(duì)三唑類醫(yī)用抗真菌劑產(chǎn)生交互抗性，對(duì)侵襲性曲霉病的臨床治療造成更大的困難［11 - 12 ］?？梢姡蝾愞r(nóng)藥殘留引起的環(huán)境和健康問(wèn)題不容忽視，對(duì)三唑類農(nóng)藥降解的研究顯得尤為重要。

目前治理三唑類農(nóng)藥污染的研究主要包括化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)，其中化學(xué)修復(fù)以高級(jí)氧化技術(shù)（AOPs）為主。高級(jí)氧化技術(shù)可以廣義地定義為以高活性自由基（特別是羥基自由基）為主要氧化劑的近環(huán)境溫度處理工藝［11 ］，該過(guò)程產(chǎn)生的自由基可以與農(nóng)藥分子發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生初級(jí)氧化產(chǎn)物，進(jìn)而發(fā)生自發(fā)轉(zhuǎn)化或進(jìn)一步氧化［13 - 14 ］。Kaur等［15 ］發(fā)現(xiàn)，在TiO2/UV光催化氧化作用下，丙環(huán)唑在90 min內(nèi)發(fā)生了85%的降解和76.57%的礦化；Saadaoui等［16 ］采用γ射線照射法降解水溶液中的腈菌唑和戊菌唑，發(fā)現(xiàn)輻照劑量為575Gy和460Gy時(shí)二者降解率至少為90%；此外，Martínez-Escudero等［17 ］研究表明，日曬和臭氧化技術(shù)結(jié)合也能有效去除土壤中三唑類農(nóng)藥殘留。盡管高級(jí)氧化技術(shù)能夠有效降解三唑類農(nóng)藥，但仍存在能源消耗大、利用效率低、反應(yīng)條件苛刻、操作復(fù)雜、易造成二次污染和成本高等諸多問(wèn)題［18 ］，因此，開發(fā)更加環(huán)保高效的生物降解技術(shù)是修復(fù)三唑類農(nóng)藥污染的最佳途徑。三唑類農(nóng)藥的生物修復(fù)技術(shù)包括植物修復(fù)與微生物修復(fù)。植物在吸收農(nóng)藥后，能通過(guò)植物揮發(fā)、植物刺激、植物提取和根系降解等不同途徑將農(nóng)藥代謝為更簡(jiǎn)單的小分子，降低毒性［19 ］。目前植物修復(fù)三唑類農(nóng)藥污染相關(guān)的研究主要集中于人工濕地和藻類修復(fù)［20 - 25 ］。人工濕地是一種將砂、石、土壤、煤渣按一定比例混合作為基質(zhì)，并選擇性地在基質(zhì)中植入植物，利用基質(zhì)吸附固定，植物降解吸收及其他生物的共同作用進(jìn)行污水處理的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)［20 ］。人工濕地降解三唑類農(nóng)藥選用的植物通常有美人蕉、菖蒲、寬葉香蒲、蘆葦、燈芯草、天山澤芹等，這些植物構(gòu)造的人工濕地對(duì)三唑磷和戊唑醇都有良好的降解效果［20 - 22 ］。也有研究表明衣藻、裸藻、柵藻等淡水真核藻類對(duì)三唑磷和三唑酮有降解作用［23 - 25 ］。但植物生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，修復(fù)過(guò)程往往見效緩慢，并且存在二次污染的可能性，因此微生物修復(fù)技術(shù)可能是治理三唑類農(nóng)藥污染更好的選擇。近年來(lái)，治理三唑類農(nóng)藥污染的微生物修復(fù)技術(shù)也逐漸成為主流。微生物種類豐富，在生物圈中分布廣泛，具有代謝多樣性，修復(fù)速度比植物更快［3， 26 - 28 ］，使用便利，這為農(nóng)藥污染治理和環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了新的希望。我們將從降解菌的種類、影響降解的環(huán)境條件和降解機(jī)理幾個(gè)方面對(duì)三唑類農(nóng)藥的微生物降解進(jìn)行綜述，以期為三唑類農(nóng)藥的微生物降解提供參考。

1? ?三唑類農(nóng)藥降解菌的種類

微生物降解技術(shù)是基于微生物自身的代謝能力，將污染物作為碳源或營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，通過(guò)酶轉(zhuǎn)化為毒性較小或無(wú)毒害的小分子，具有高效、低成本、安全、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，并且微生物可以在不受外界刺激的前提下適應(yīng)被污染的土壤和水體環(huán)境［28 ］。目前發(fā)現(xiàn)，對(duì)三唑類農(nóng)藥具有降解作用的微生物包括細(xì)菌、真菌和放線菌（表1）。

1.1? ?細(xì)菌

迄今為止發(fā)現(xiàn)的三唑類農(nóng)藥降解菌主要是細(xì)菌，包括假單胞菌、克雷伯菌、芽孢桿菌等。其中研究最多的是假單胞菌，惡臭假單胞菌對(duì)多效唑和丙環(huán)唑均有顯著的降解作用。Kumar等［28 ］從當(dāng)?shù)孛⒐麍@土壤中分離出惡臭假單胞菌（Pseudomonas putida）菌株T7，接種于含多效唑的MSM培養(yǎng)基中，培養(yǎng)6 d后對(duì)多效唑的降解率超過(guò)50%，15 d后高達(dá)98.03%；Sarkar等［29 ］通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)基碳氮源使惡臭假單胞菌菌株MPR4和MPR12對(duì)丙環(huán)唑的降解率最終分別達(dá)到72.80%和67.80%；Satapute等［30 ］從水稻土壤中分離的銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）PS-4在自然土壤中對(duì)丙環(huán)唑的降解率最高能達(dá)到41.02%，在MSM培養(yǎng)基中能達(dá)到80.00%；Wang等［31 ］發(fā)現(xiàn)，施氏假單胞菌（Pseudomonas stutzeri）菌株F1在MSM培養(yǎng)基中能降解92.10%的氟環(huán)唑，還能顯著降低土壤環(huán)境中氟環(huán)唑的半衰期，并且能定殖在中國(guó)蕓薹的根、莖、葉；Shi等［32 ］報(bào)道，施氏假單胞菌菌株YC-YH1對(duì)三唑磷、毒死蜱等農(nóng)藥均有降解能力；Ambreen等［33 ］發(fā)現(xiàn)的kilonensis假單胞菌（Pseudomonas kilonensis）菌株MB490和MB498在M9培養(yǎng)基、土壤懸液和土壤微觀系統(tǒng)中降解三唑磷均能達(dá)到95%以上。此外，申志慧［34 ］研究表明，昆明假單胞菌（Pseudomonas kunmingensis）菌株F1在LB培養(yǎng)基中能降解90.70%的氟環(huán)唑，在土壤中的降解率能達(dá)到85%以上，在上海青中定殖后能顯著降低根系中的氟環(huán)唑含量。蔡慧敏等［35 ］從農(nóng)藥廠污泥中分離出硝基還原假單胞菌（Pseudomonas nitroreducens）BMJHZ-01，優(yōu)化條件培養(yǎng)后對(duì)苯醚甲環(huán)唑的降解率可達(dá)90.40%。Chen等［7 ］和Alexandrino等［36 ］研究了微生物群對(duì)多效唑和氟環(huán)唑的降解，二者從微生物群中均分離出了假單胞菌，且以假單胞菌為優(yōu)勢(shì)種群。

克雷伯菌（Klebsiella sp.）和芽孢桿菌（Bacillus sp.）也是兩種常見的農(nóng)藥降解菌［26 ］，前者革蘭氏染色呈陰性，后者呈陽(yáng)性［37 - 38 ］。目前已知克雷伯菌能降解的三唑類農(nóng)藥主要是多效唑和氟環(huán)唑。Lopes等［37 ］發(fā)現(xiàn)，克雷伯菌屬在培養(yǎng)基中對(duì)含氟環(huán)唑的真菌殺菌劑OPERA降解效果很好，120 h內(nèi)能完全降解其中的氟環(huán)唑。而Kumar等［27 ］發(fā)現(xiàn)，肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）菌株M6與多效唑在MS培養(yǎng)基上共培養(yǎng)15 d，其降解率可達(dá)92.82%，在土壤中也能顯著縮短多效唑的半衰期。已報(bào)道的芽孢桿菌能降解的三唑類農(nóng)藥有戊唑醇、三唑磷和三唑醇。如Youness等［39 ］發(fā)現(xiàn)了芽孢桿菌對(duì)戊唑醇的對(duì)映選擇性降解現(xiàn)象，芽孢桿菌菌株3B6對(duì)戊唑醇的S對(duì)映體比R對(duì)映體的生物轉(zhuǎn)化更快；鹿文紅［38 ］和湯鳴強(qiáng)［40 ］的研究結(jié)果顯示，芽孢桿菌能有效清除土壤中三唑磷和三唑醇的殘留。

除以上幾種細(xì)菌外，粘質(zhì)沙雷氏菌（Serratia marcescens）、糞產(chǎn)堿桿菌（Alcaligenes faecalis）、鞘氨醇單胞菌（Sphingomonas sp.）等降解三唑類藥物的現(xiàn)象均有零星報(bào)道。Wang等［41 ］發(fā)現(xiàn)，粘質(zhì)沙雷氏菌菌株B1可以有效地去除土壤和中國(guó)卷心菜中的戊唑醇?xì)埩簦籗un等［42 ］研究了生物炭固定化糞產(chǎn)堿桿菌菌株WZ-2對(duì)污染土壤中的戊唑醇的降解及土壤功能和微生物群落的恢復(fù)作用，發(fā)現(xiàn)固定化菌株的修復(fù)效果比游離菌株更好；Wachowska等［43 ］從小麥籽粒中分離的鞘氨醇單胞菌在48 h內(nèi)能降解液體培養(yǎng)基中15.13%的丙環(huán)唑；鄭金偉等［5 ］篩選出的劍菌屬（Ensifer sp.）菌株B2 24 h內(nèi)在基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基中降解苯醚甲環(huán)唑的效率在85％以上。

從上述研究報(bào)道可看出，迄今為止發(fā)現(xiàn)的三唑類農(nóng)藥降解細(xì)菌以假單胞菌為主，并且大多研究局限于單一菌種對(duì)單一農(nóng)藥的降解，而在實(shí)際應(yīng)用中土壤和水體的污染物往往種類繁多［26 ］，因此降解菌株的底物多樣性研究有待加強(qiáng)。

1.2? ?真菌

目前真菌降解三唑類農(nóng)藥的文獻(xiàn)較少。Obanda等［44 ］發(fā)現(xiàn)了哈茨木霉（Trichoderma harzianum） 對(duì)戊唑醇的降解能力，其在B3培養(yǎng)基中降解了68.00%的戊唑醇，但在Woo等［45 ］以云杉木圓片為基質(zhì)的降解實(shí)驗(yàn)中，哈茨木霉并未表現(xiàn)出顯著的戊唑醇降解能力，而變色栓菌（Trametes versicolor）和瘤蓋擬癩層孔菌（Fomitopsis palustris）能夠降解戊唑醇，其中變色栓菌對(duì)丙環(huán)唑亦有顯著的降解作用。此外，Sondhia等［46 ］研究表明，黃曲霉（Aspergillus flavus）黑曲霉（Aspergillus niger）能降解土壤中的三唑并嘧啶磺酰胺，增強(qiáng)土壤微生物降解能力。

1.3? ?放線菌

目前報(bào)道的對(duì)三唑類農(nóng)藥有降解作用的放線菌更少，Eizuka等［47 ］報(bào)道的北里孢菌屬（Kitasatospora sp.）A1和鏈霉菌屬（Streptomyces sp.）D16，二者對(duì)土壤中的種菌唑有顯著的降解活性，28 d的降解率達(dá)到90.00%。

2? ?影響三唑類農(nóng)藥降解的因素

微生物降解三唑類農(nóng)藥是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，降解率和微生物的生長(zhǎng)往往受到多種環(huán)境因素影響。溫度和pH主要影響微生物的生長(zhǎng)狀況和酶活性；藥物初始濃度過(guò)高會(huì)抑制微生物生長(zhǎng)，過(guò)低會(huì)導(dǎo)致微生物能夠利用的碳源不足，進(jìn)而影響降解效果；而接種量過(guò)高可能會(huì)出現(xiàn)微生物生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)不足的情況［41 ］。Wang等［41 ］研究粘質(zhì)沙雷氏菌B1降解戊唑醇的結(jié)果表明，溫度、pH、接種量和初始濃度對(duì)戊唑醇降解均有影響。Kumar等［28 ］利用響應(yīng)面法（RSM）分析了溫度、pH和接種量這三種因素對(duì)惡臭假單胞菌菌株T7降解多效唑的影響，結(jié)果顯示pH與溫度和pH與接種量之間的交互作用顯著，兩組條件對(duì)多效唑降解影響較大，而Chen等［7 ］發(fā)現(xiàn)，除了溫度、pH等因素外，有氧和厭氧條件對(duì)假單胞菌降解多效唑也至關(guān)重要，假單胞菌在有氧條件下的降解能力更好。

諸多研究表明，三唑類藥物的微生物降解過(guò)程中存在共代謝作用，即添加容易代謝的有機(jī)物（如葡萄糖）以增加微生物對(duì)不常用碳源的難降解化合物的生物降解［29 ］，因此除了溫度、pH等常見因素外，共代謝底物的添加對(duì)三唑類藥物的微生物降解影響顯著。Alexandrino等［36 ］在變形菌門（Proteobacteria）菌株組成的微生物群對(duì)氟環(huán)唑和咯菌腈的降解體系中添加了醋酸鈉作為共代謝底物，發(fā)現(xiàn)醋酸鈉促進(jìn)了降解體系中微生物的生長(zhǎng)；Sarkar等［29 ］測(cè)試了添加葡萄糖、半乳糖、麥芽糖、淀粉、羧基甲基纖維素等外加碳源對(duì)惡臭假單胞菌MPR 4和MPR12降解丙環(huán)唑的影響，結(jié)果表明，葡萄糖促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)的能力最強(qiáng)，并且與不含葡萄糖的降解體系相比，含有葡萄糖的降解體系中惡臭假單胞菌對(duì)丙環(huán)唑的降解率提高了31.2%，該研究還發(fā)現(xiàn)，不同氮源對(duì)降解過(guò)程也存在影響，其中硝酸銨表現(xiàn)出最高的促生長(zhǎng)能力。

菌株固定化處理對(duì)微生物修復(fù)三唑類農(nóng)藥污染也具有促進(jìn)作用。Sun等［42］研究了糞產(chǎn)堿桿菌經(jīng)生物炭固定化處理前后對(duì)戊唑醇污染土壤的修復(fù)作用，發(fā)現(xiàn)固定化處理比游離降解菌更能有效修復(fù)多效唑污染土壤，說(shuō)明一方面是生物炭對(duì)土壤殘留戊唑醇具有吸附作用，另一方面，生物炭為降解菌提供了適宜的生存環(huán)境和養(yǎng)分，從而促進(jìn)了微生物降解作用。

綜上所述，影響三唑類農(nóng)藥微生物降解的因素主要包括溫度、pH、接種量、初始濃度、需氧條件、外加碳氮源及固定化處理等，盡管固定化菌株的降解作用和修復(fù)土壤的能力比游離菌株更好，但固定化菌株降解三唑類農(nóng)藥的研究目前較少，需要進(jìn)一步探索。

3? ?三唑類農(nóng)藥的微生物降解機(jī)理

Vaneerd等［48 ］認(rèn)為，細(xì)菌和真菌中農(nóng)藥的代謝一般分為3個(gè)階段，第1階段是將母體化合物以氧化、還原或水解的方式轉(zhuǎn)化為比母體化合物毒性更小的副產(chǎn)物；第2階段則是將母體化合物或其代謝物與葡萄糖或氨基酸結(jié)合，發(fā)生葡萄糖醛酸化或胺化，這一階段的產(chǎn)物水溶性增加，毒性進(jìn)一步降低；在第3階段，第2階段形成的代謝物可能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的二級(jí)偶聯(lián)物。三唑類農(nóng)藥的微生物代謝途徑一般分為兩種情況，一種是三唑環(huán)發(fā)生裂解，另一種是三唑環(huán)不發(fā)生裂解，只在烷基鏈上發(fā)生氧化，并且三唑類藥物的微生物降解存在對(duì)映選擇性。

3.1? ?三唑類農(nóng)藥的微生物代謝途徑

目前已發(fā)現(xiàn)的能使三唑環(huán)發(fā)生裂解的微生物有假單胞菌、克雷伯菌和哈茨木霉（表2）。Kumar等［27 - 28 ］發(fā)現(xiàn)的兩種多效唑降解菌株—惡臭假單胞菌T7和肺炎克雷伯菌M6中，發(fā)揮降解作用的酶主要包括單加氧酶、雙加氧酶和異構(gòu)酶。在單加氧酶作用下，T7菌株使多效唑的三唑環(huán)發(fā)生裂解，形成中間產(chǎn)物4-氯苯甲酸，接著代謝途徑發(fā)生兩種可能，第一種是4-氯苯甲酸被開環(huán)酶1，2-雙加氧酶攻擊并脫鹵；第二種是4-氯苯甲酸在CoA連接酶、CoA脫鹵酶和CoA硫酯酶的作用下降解，生成4-羥基苯甲酸，最后進(jìn)入三羧酸循環(huán)。M6菌株的代謝過(guò)程與前者較為相似，多效唑三唑環(huán)發(fā)生裂解，而后形成2，2-二甲基-n-（3-硝基苯）和3-（4-氯苯基丙3-醇）等化合物，接著在雙加氧酶和異構(gòu)酶的作用下進(jìn)一步代謝，最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)。Satapute等［30 ］測(cè)試了銅綠假單胞菌PS-4中細(xì)胞色素P450單加氧酶（CYP P450）的丙環(huán)唑降解活性，并擴(kuò)增出了PS-4中的CYP P450基因，證明CYP P450是PS-4中降解丙環(huán)唑的關(guān)鍵酶。降解過(guò)程中丙環(huán)唑首先脫烷基形成1，2，4-三唑，接著三唑環(huán)在CYP P450作用下發(fā)生斷裂，形成2，4-二氯苯甲酸和1-氯苯兩種代謝產(chǎn)物。 Ambreen等［33 ］發(fā)現(xiàn)的kilonensis假單胞菌菌株M9降解三唑磷的產(chǎn)物包括4H-1，2，4-三唑-苯磺酰胺、苯磺酸肼、苯磺酸甲酯等，說(shuō)明其在代謝過(guò)程中三唑環(huán)發(fā)生了裂解。Obanda等［44 ］發(fā)現(xiàn)真菌哈茨木霉也能使戊唑醇的三唑環(huán)斷裂，并認(rèn)為CYP P450是真菌中發(fā)揮三唑環(huán)裂解作用的酶，但也有不裂解三唑環(huán)，僅在側(cè)鏈烷基上發(fā)生氧化反應(yīng)的可能。

以上研究中，惡臭假單胞菌T7、肺炎克雷伯菌M6和銅綠假單胞菌PS-4裂解三唑環(huán)時(shí)，都能以三唑類藥物為唯一碳源進(jìn)行代謝。但是一些三唑類降解菌無(wú)法裂解三唑環(huán)，Youness等［39 ］發(fā)現(xiàn)，芽孢桿菌3B6降解戊唑醇的兩條途徑為叔丁基羥化和烷基鏈C1羥化，并未發(fā)生三唑環(huán)裂解，而Eizuka等［47 ］發(fā)現(xiàn)的兩種放線菌（北里孢菌屬A1、鏈霉菌屬D16）降解種菌唑未檢出三唑環(huán)發(fā)生斷裂的代謝物，而以上幾種無(wú)法裂解三唑環(huán)的微生物也不能將三唑類藥物作為唯一碳源進(jìn)行降解，只能在其他碳源存在的情況下以共代謝的方式降解。Obanda等［44 ］發(fā)現(xiàn)的哈茨木霉在不裂解三唑環(huán)的情況下會(huì)發(fā)生烷基鏈羥基化、羧基化或乙?；?。

根據(jù)以上研究可知，加氧酶在三唑類農(nóng)藥的微生物降解中起到了舉足輕重的作用，微生物利用三唑類藥物作為唯一碳源的能力與其裂解三唑環(huán)的能力存在較高的相關(guān)性。

3.2? ?三唑類農(nóng)藥的對(duì)映選擇性降解

一些研究表明，微生物對(duì)三唑類農(nóng)藥的降解存在對(duì)映選擇性。Youness等［39 ］發(fā)現(xiàn)，芽孢桿菌對(duì)戊唑醇3B6（+）-（S）-對(duì)映體的降解比（-）-（R）-對(duì)映體速度更快，因此后者可能對(duì)非目標(biāo)生物具有更強(qiáng)的殺菌活性和毒性；Li等［49 ］發(fā)現(xiàn)，無(wú)論在好氧或厭氧土壤中，S-（+）-戊唑醇的降解速度快于R-（-）-戊唑醇，其對(duì)映選擇性與土壤有機(jī)碳含量有相關(guān)性，在好氧土壤中，對(duì)（+）-腈菌唑的降解優(yōu)先于（-）-腈菌唑，腈菌唑的對(duì)映體選擇性與土壤pH值和土壤質(zhì)地有明顯的相關(guān)性，而在厭氧土壤中，兩種對(duì)映體的降解速率相似；而Buerge等［50 ］研究表明，氟環(huán)唑?qū)τ丑w在堿性和弱酸性土壤中均存在選擇性降解，而在酸性土壤中則不存在選擇性降解。

綜上所述，微生物對(duì)三唑類農(nóng)藥的對(duì)映選擇性降解現(xiàn)象較為普遍，而市售的商用農(nóng)藥多為外消旋體，可能導(dǎo)致降解效果不盡人意，這為三唑類農(nóng)藥污染的生物修復(fù)提出了新的挑戰(zhàn)。由于三唑類農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，其高毒性對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康的負(fù)面影響日益突出。目前發(fā)現(xiàn)的三唑類農(nóng)藥降解菌包括細(xì)菌、真菌和放線菌，絕大多數(shù)為細(xì)菌，并以假單胞菌為主，對(duì)三唑類農(nóng)藥降解酶及相關(guān)基因、三唑類農(nóng)藥的對(duì)映選擇性降解現(xiàn)象和治理該類農(nóng)藥污染的微生物固定化技術(shù)相關(guān)的研究也相對(duì)較少。此外，這些降解菌主要在實(shí)驗(yàn)室條件下開展相關(guān)研究，而在大田條件下能否繼續(xù)保持降解能力和促生作用，以及修復(fù)改善作物的土壤環(huán)境，這些問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。

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收稿日期：2023 - 03 - 30；修訂日期：2023 - 07 - 25

基金項(xiàng)目：青海省中央引導(dǎo)地方科技專項(xiàng)（2023ZY019）；甘肅省教育廳產(chǎn)業(yè)支撐項(xiàng)目（2022CYZC-39）；嘉峪關(guān)市重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（22-25）。

作者簡(jiǎn)介：王馨芳（1995 — ），女，甘肅臨洮人，碩士，主要從事生物防治工作。Email： wangxf170219@foxmail.com。

通信作者：田永強(qiáng)（1972 — ），男，甘肅莊浪人，教授，主要從事資源微生物研究工作。Email： tianyq@mail.lzjtu.cn。