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照樣品，證實油污土壤中含有油分進而對水分進行包裹，阻止了水分的蒸發(fā)。有機質(zhì)的測定結(jié)果顯示，油污土壤的有機質(zhì)含量明顯高于對照樣品。對照樣品和油污樣品的土壤粒度、總氮、有效磷、速效鉀測定結(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個樣品共檢測到32個處于不同遷移位置的條帶(見圖1a)，其中1－1，1－2和1－C樣品中分別檢測到19個、16個和19個條帶，顯示該類土壤樣品中的細菌多樣性組成非常豐富，細菌菌群結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。但是，3個樣品間條帶數(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)圖譜相對較為近似，并且與它們的對照組1－C差異較大，這顯示同一區(qū)域的樣品與對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個樣品中對于菌群結(jié)構(gòu)差異貢獻較大的條帶6條，包括B8，B12，B16，B24，B26，B27號帶(條帶位置參見。這些條帶除B12失敗未能獲得條帶序列外，其余條帶均成功測序。通過對序列比對分析獲得其所代表的物種信息。除B16能夠比對上已知物種，條帶B8，B24，B26，B27均不能以較高相似性比對到已知的物種(＜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%的相似性比對上嗜血桿菌Haemophilussp．HGH0209和98.5%的相似性比對上未培養(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新的未知物種，其在RDP數(shù)據(jù)庫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克隆文庫組成分析
DGGE技術(shù)的不足之處在于檢測片段的長度較短(約200bp)，且群落中比較稀少的成員(＜1%)難以被檢測到。需通過構(gòu)建16SrDNA全長克隆文庫對微生物組成進行更精細的分析。1－1，1－2和1－C樣品構(gòu)建16SrDNA克隆文庫，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OTU。經(jīng)與RDP數(shù)據(jù)庫比對分析。其中主要的細菌類群屬于變形菌門、厚壁菌門和擬桿菌門，其中最占優(yōu)勢的是變形菌門，分別占1－1，1－2和1－C樣品細菌克隆文庫的58.6%，46.8%和43.2%。顯示在石油污染土壤中，變形菌門細菌的比例升高，而在對照樣品中厚壁菌門和擬桿菌門細菌的比例則相對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菌的16.7%和10%，而在對照樣品中則沒有找到假單胞菌屬的細菌。因此變形菌門細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檢測到的部分差異條帶能夠在16SrDNA克隆文庫中找到相似的克隆，如B8條帶序列與OTU29有96%的相似性。但是，其余DGGE條帶與文庫中已有的OTU相似性較低(＜92%)，可能是由于該條帶所代表的細菌比例
2結(jié)論
石油污染土壤含水率和有機質(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克隆文庫結(jié)果顯示，石油污染土壤中存在明顯的優(yōu)勢細菌類群為變形菌門、厚壁菌門和擬桿菌門，且變形菌門細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 長慶油田 單位：超低滲油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室