油污土壤生態(tài)學(xué)論文
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1結(jié)果與討論
1．1石油污染土壤理化特征分析
油污土壤的含水率均高于對(duì)照樣品，證實(shí)油污土壤中含有油分進(jìn)而對(duì)水分進(jìn)行包裹，阻止了水分的蒸發(fā)。有機(jī)質(zhì)的測(cè)定結(jié)果顯示，油污土壤的有機(jī)質(zhì)含量明顯高于對(duì)照樣品。對(duì)照樣品和油污樣品的土壤粒度、總氮、有效磷、速效鉀測(cè)定結(jié)果沒有明顯規(guī)律性，說明能很快被植物吸收的鉀和磷與土壤的污染程度無明顯關(guān)聯(lián)。所有的土壤樣品的pH值無明顯差異，并且均偏堿性。
1．2DGGE分析樣品中的菌群結(jié)構(gòu)差異
3個(gè)樣品共檢測(cè)到32個(gè)處于不同遷移位置的條帶(見圖1a)，其中1－1，1－2和1－C樣品中分別檢測(cè)到19個(gè)、16個(gè)和19個(gè)條帶，顯示該類土壤樣品中的細(xì)菌多樣性組成非常豐富，細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。但是，3個(gè)樣品間條帶數(shù)差異不明顯，顯示其中微生物的種類多樣性復(fù)雜度沒有因石油污染產(chǎn)生明顯的差異。聚類分析圖可以看出，石油污染土壤樣品1－1，1－2的菌群結(jié)構(gòu)圖譜相對(duì)較為近似，并且與它們的對(duì)照組1－C差異較大，這顯示同一區(qū)域的樣品與對(duì)照樣之間的微生物菌群結(jié)構(gòu)組成存在著明顯的差異。經(jīng)PCA分析后，確定3個(gè)樣品中對(duì)于菌群結(jié)構(gòu)差異貢獻(xiàn)較大的條帶6條，包括B8，B12，B16，B24，B26，B27號(hào)帶(條帶位置參見。這些條帶除B12失敗未能獲得條帶序列外，其余條帶均成功測(cè)序。通過對(duì)序列比對(duì)分析獲得其所代表的物種信息。除B16能夠比對(duì)上已知物種，條帶B8，B24，B26，B27均不能以較高相似性比對(duì)到已知的物種(＜96%)，顯示它們所代表的是未被分離培養(yǎng)的微生物類群，而與之最近似的均為NCBIgenebank數(shù)據(jù)庫(kù)中未培養(yǎng)的物種序列。B12，B16和B26為1－1和1－2共有的區(qū)別于1－C的特殊條帶。B16和B26分別以100%的相似性比對(duì)上嗜血桿菌Haemophilussp．HGH0209和98.5%的相似性比對(duì)上未培養(yǎng)的Rubrobacter(放線菌紅色桿菌屬)。這2條條帶以及條帶B12只存在于石油污染土壤樣品中或者是在其中的豐度要明顯高于對(duì)照樣品，顯示這些微生物是造成石油污染和未污染土壤中菌群結(jié)構(gòu)差異的主要類群。對(duì)照樣品1－C中特有或比例較高的條帶為B8，B24和B27，分別屬于擬桿菌門、放線菌的紅色桿菌屬。B8在NCBIgenebank數(shù)據(jù)庫(kù)中最近似的序列也只有96%的相似性，顯示其所代表的是一個(gè)新的未知物種，其在RDP數(shù)據(jù)庫(kù)的物種分類地位中以83%的可信度被歸類于擬桿菌門鞘脂桿菌目的Gracil-imonas屬。
1.316SrDNA克隆文庫(kù)組成分析
DGGE技術(shù)的不足之處在于檢測(cè)片段的長(zhǎng)度較短(約200bp)，且群落中比較稀少的成員(＜1%)難以被檢測(cè)到。需通過構(gòu)建16SrDNA全長(zhǎng)克隆文庫(kù)對(duì)微生物組成進(jìn)行更精細(xì)的分析。1－1，1－2和1－C樣品構(gòu)建16SrDNA克隆文庫(kù)，分別獲得可用序列70條、139條和37條。這246條16SrDNA序列總共被分成149個(gè)OTU。經(jīng)與RDP數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)分析。其中主要的細(xì)菌類群屬于變形菌門、厚壁菌門和擬桿菌門，其中最占優(yōu)勢(shì)的是變形菌門，分別占1－1，1－2和1－C樣品細(xì)菌克隆文庫(kù)的58.6%，46.8%和43.2%。顯示在石油污染土壤中，變形菌門細(xì)菌的比例升高，而在對(duì)照樣品中厚壁菌門和擬桿菌門細(xì)菌的比例則相對(duì)于石油污染土壤樣品中較高。常見的石油降解菌假單胞菌屬屬于變形菌門，而在兩個(gè)石油污染土壤樣品中，假單胞菌屬分別占了該樣品變形菌門細(xì)菌的16.7%和10%，而在對(duì)照樣品中則沒有找到假單胞菌屬的細(xì)菌。因此變形菌門細(xì)菌在樣品中比例的升高很可能是與石油降解有關(guān)的微生物受到底物刺激后大量增殖所導(dǎo)致的。DGGE檢測(cè)到的部分差異條帶能夠在16SrDNA克隆文庫(kù)中找到相似的克隆，如B8條帶序列與OTU29有96%的相似性。但是，其余DGGE條帶與文庫(kù)中已有的OTU相似性較低(＜92%)，可能是由于該條帶所代表的細(xì)菌比例
2結(jié)論
石油污染土壤含水率和有機(jī)質(zhì)含量增加，而其余理化指標(biāo)無顯著變化。DGGE結(jié)果顯示油井周圍污染和未污染土壤中細(xì)菌多樣性豐富，微生物群落結(jié)構(gòu)存在明顯差異。16SrDNA克隆文庫(kù)結(jié)果顯示，石油污染土壤中存在明顯的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌類群為變形菌門、厚壁菌門和擬桿菌門，且變形菌門細(xì)菌的比例較未污染土壤升高。這可能與石油污染土壤后刺激其降解微生物的增殖有關(guān)。
作者：楊琴 趙敏 朱妍 長(zhǎng)慶油田 單位：超低滲油氣田勘探開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室