本研究以天津大港油田原油污染土壤中筛选出的耐低温高效石油烃降解菌为靶细胞,选取小麦、紫花苜蓿作为供试植物,构建植物-外源菌协同修复体系；比较了不同条件下的石油烃降解效果；考察了土壤酶活性的变化；借助分子生物学手段分别从微生物功能多样性和遗传多样性出发,分析了协同修复体系中土壤微生物群落结构的变化以及接种外源微生物对于这一规律的影响,探寻了植物-外源微生物协同修复过程中微生态系统的动态调节过程；探讨了协同修复效果与微观机制调节的相互关系。　　 试验筛选的耐低温高效石油烃降解菌DG17、DG24均为革兰氏阴性菌,通过16S rDNA鉴定表明,DG17为假单胞菌,DG24为腊状芽孢杆菌。低温条件下,固定化DG17具有更大的降解优势,固定化载体的缓释作用以及抗环境冲击能力得到了充分发挥。　　 构建了小麦,紫花苜蓿与外源菌的协同修复体系,发现种植小麦、紫花苜蓿以及单独投加外源菌都能不同程度的提高石油烃的降解率,其中小麦-固定化外源菌DG17协同修复体系石油烃降解率达到18.09％,表现出良好的修复潜力及协同作用。　　 种植植物的条件下脱氢酶活性都经历了先升高后降低的趋势,FDA酶活性则经历了一个起伏波动的过程。通过相关性研究发现,脱氢酶活性可以一定程度的表征土壤石油烃的降解情况。　　 植物-外源菌协同修复体系中的微生物群落代谢多样性、丰富度和微生物活性均有显著提高。小麦-固定化外源菌协同修复体系中微生物对于碳源的利用从初期的糖、氨基酸、羧酸类为主转化为试验后期对所有氨基酸类碳源以及聚合物类的碳源都有较高程度的利用。　　 基于16S rRNA克隆文库以及ARDRA方法对协同修复体系微生物群落结构变化进行研究发现,土壤中的优势菌群都变为γ-变形菌类群Gammaproteobacteria,其包含的细菌种类以及数量在整个群落中均占有优势。不同体系降解前后石油烃降解菌的数量和类型都发生了显著变化。试验过程中共发现13种石油烃降解菌、12种蒽降解菌、5种脂肪烃降解菌以及1种芘降解菌和1种与蒽、菲降解有关的类群。小麦-固定化外源菌协同修复体系中,功能菌类群实现了从脂肪烃类、石油烃类降解菌向多环芳烃蒽、菲、芘降解菌定向转化。群落结构变化是反映微生物降解石油烃效率的重要指标。