莠去津强化生物降解过程中土壤微生物群落结构的演替规律

莠去津既具有持久性有机污染物的显著特征，又属于环境激素污染物的范畴，其在土壤中的生物修复一直受到国内外学者的关注。.本项目以莠去津为污染物，以高效降解菌HB-5为对象，以莠去津污染土壤的安全生物修复为目标，在室内模拟条件下，开展莠去津污染及其高效降解菌HB-5的使用对土壤微生物的生态毒理效应研究。采用平板计数法确定微生物数量的变化，通过Biolog、DGGE、T-RFLP等技术手段明确莠去津及HB-5的投入对土壤微生物功能、结构和遗传多样性的影响。将传统方法和分子生物学技术相结合，从生化和分子水平上探明莠去津污染对土壤微生物的生态毒性及HB-5对土壤微生物的影响过程。明确生物修复过程中土壤微生物群落结构的演替规律，为客观全面评估有机污染的生物修复对土壤生态系统的安全性提供科学依据和借鉴。该研究将对指导生物修复的合理运作，维持土壤生态系统健康持续发展具有十分重要的理论意义。

本研究以莠去津为污染物，以其高效降解菌HB-5为研究对象，以莠去津污染土壤的安全生物修复为目标。采用传统研究方法、生理生化技术与现代分子学手段相结合的方法，在室内模拟条件下，开展了莠去津及其降解菌HB-5的使用对土壤微生物的生态毒理效应研究。结果表明：.（1）添加降解菌加速了土壤中莠去津的去除，莠去津在自然土中降解半衰期为20.82d，而在加菌组中莠去津的降解半衰期为6.27d，比自然降解快了3.32倍。.（2）平板菌落计数结果显示，在莠去津作用下土壤中细菌、真菌、放线菌的数量随着培养时间的延长均呈现出降低的趋势，而外加降解菌明显增加了土壤中细菌的数量，但真菌和放线菌的数量没有响应变化。.（3）利用氯仿熏蒸法显示降解菌的添加显著提高了土壤中的微生物生物量碳，说明添加的降解菌在土壤中存活并生长。.（4）采用Biolog ECO板分析了莠去津及其降解菌HB-5对土壤微生物功能多样性的影响。结果发现，土壤微生物对Biolog ECO板中碳源的整体利用能力在下降，进而说明了土壤中微生物多样性在降低。添加降解菌HB-5后，土壤微生物群落的丰富度增加，常见物种的优势度也有所提高，而物种的均一性均呈减小的趋势。.（5）利用PCR-DGGE技术分析发现莠去津处理土壤样品中优势菌群主要属于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)以及疣微菌门(Verrucomicrobia)。主成分分析（PCA）显示，莠去津的污染并没有对土壤微生物的类群产生较大的影响。而在外加降解菌的条件下，显著加速了土壤微生物群落结构恢复到正常状况。.（6）通过T-RFLP实验。土壤中细菌在实验莠去津浓度的影响下物种多样性降低，而HB-5的应用可使土壤细菌群落结构趋于恢复到安全健康的状态。.（7）克隆文库的实验结果与DGGE和T-RFLP的实验结果基本一致，相互印证，主成分分析（PCA）显示，莠去津的污染和HB-5的使用并没有对土壤微生物的类群产生较大的影响，且HB-5的使用能使土壤细菌群落趋于对照组状态。.总的来说，采用生物修复的方法清除土壤中的莠去津污染，对土壤微生物生态系统是安全的，且能使土壤微生物多样性恢复到正常状态。