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本实验采用传统微生物学和PCR-DGGE、DNA测序等方法,在室内驯化条件下研究了8种来源于中国不同地区土壤样品的细菌种群对高浓度氯嘧磺隆胁迫的响应及其细菌组成和结构的演变规律。结果表明:在100mg·L-1-500mg·L-1浓度梯度氯嘧磺隆胁迫条件下,8种土壤样品的细菌群落组成有明显的更迭现象,绝大部分细菌种群消失而以Methylophilussp.等为代表的细菌种群逐渐被富集,随驯化浓度提高和时间延长不同样品的细菌群落呈现细菌多样性减少、种群结构逐渐趋同。16SrDNA测序结果表明,当土壤样品驯化至十周时,Methylophilussp.、Betaproteobacterium、unculturedbacteriu成为富集的优势菌属。所获得的16个优势种群中,有10个与已知的具有有机污染物降解能力或有机污染环境修复功能的细菌相似性大于97%,其中5个与嗜甲基菌相似性达98%以上。证明这些高度富集的菌群具有潜在的氯嘧磺隆降解能力。
从氯嘧磺隆严重污染土壤中筛选得到一个氯嘧磺隆复合高效降解菌系,该降解菌系对氯嘧磺隆具有良好的降解效果。在实验室条件下,该降解菌系9d内对50mg/L和100mg/L氯嘧磺隆的降解率分别达到96.85%和82.84%;对500mg/L氯嘧磺隆12d内降解率达到81.57%,第15d时达到86.52%。
菌系对不同浓度氯嘧磺隆的降解速率在降解前期都较慢,而在后期大大加快。氯嘧磺隆降解代谢过程中,基础无机盐培养基pH值均保持在7.1-6.8之间,证明该菌系对氯嘧磺隆的降解途径不是酸降解途径。对菌系做进一步分离培养表明,菌系中起主要降解作用的是两株菌,分属于假单胞菌属(Pseudomonassp.)和微杆菌属(Microbacteriumsp.)。进一步研究证明,他们分别单独培养时,对氯嘧磺隆无降解作用,只有两者混合培养时,才具有降解氯嘧磺隆功能,提示该降解菌系可能是通过共代谢或协同代谢等途径实现对氯嘧磺隆的降解,其具体降解途径需进一步研究。
本实验研究结果揭示了室内培养条件下,高浓度氯嘧磺隆对不同来源、不同性质土壤的细菌群落的影响,并富集筛选得到一个具有良好氯嘧磺隆降解效果的菌系,为氯嘧磺隆的高效降解提供了重要的菌种资源,为进一步开展氯嘧磺隆污染土壤修复研究奠定了工作基础。