江汉油田区典型农田土壤烃类降解微生物功能.PDFVIP

第 54 卷 第 3 期 土? 壤? 学? 报 Vol. 54，No. 3 2017 年 5 月 ACTA PEDOLOGICA SINICA May.，2017 DOI：10.11766/trxb201611040324 江汉油田区典型农田土壤烃类降解微生物功能 基因bssA的遗传多样性研究* 左小虎　王明霞　姚炎红　李振轮　周志峰? （西南大学资源环境学院，重庆　400716） 摘　要　　油田区土壤易受烃类物质影响并可能富集了特异的石油烃降解微生物类群。针对江汉 油田区5个不同油井口附近的典型旱地农田土壤，采用石油烃（Petroleum hydrocarbons，PHs）中苯 系物代谢的关键功能基因-bssA（苯甲基琥珀酸合成酶基因）作为分子标识物，通过克隆文库结合末 端限制性片段长度多样性（Terminal-restriction fragment length polymorphism，T-RFLP）的方法，研 究该油田区土壤含有bssA基因的烃类降解微生物群落结构，并探讨其环境驱动机制。结果表明，土壤 中PAHs含量在0.21～2.01 mg kg-1之间，石油烃污染程度较低。T-RFLP的分析表明不同土壤样品中的 bssA基因多样性差异明显，PAHs（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，多环芳烃）含量最高土壤中bssA 基因多样性最高，其优势bssA基因类群与硫酸盐还原菌或地杆菌有较近的亲缘关系。冗余分析进一步 表明，土壤硝态氮、有效磷、PAHs含量均是影响bssA基因多样性的重要因子。这些结果表明：江汉油 田区典型农田土壤中含有bssA基因的主要类群为β-变形菌和δ-变形菌，并与地杆菌属（Geobacter）、 索氏菌属（Thauera）和固氮菌属（Azoarcus）具有较近的系统发育亲缘关系。这些微生物可能通过硝 酸盐、硫酸盐及铁还原代谢过程降解土壤PAHs。 关键词　　土壤；厌氧降解；苯甲基琥珀酸合成酶基因（bssA）；群落结构 中图分类号　　S154.1　　　文献标识码　　A 石油烃（Petroleum hydrocarbons，PHs）污染 中，石油烃大多闭蓄于微孔介质等厌氧或微氧生 是油田开发面临的重要问题，尤其是油田区域的农 境，厌氧微生物降解可能发挥了重要的作用［3， 田土壤，其污染物微生物修复得到了广泛关注。 8］。例如，在苯系物、烃类及萘等低分子量PAHs 石油烃是由烷烃、烯烃、芳香烃、杂环芳烃等多 的厌氧降解过程中，由甘氨酰自由基合成酶所催 组分的复杂分子组成的均质混合物，其中的多环 化的延胡索酸加入途径起着十分重要的纽带作用 芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs） ［9］。该途径最早发现于β-变形菌厌氧降解甲苯的 和苯系物（苯、甲苯、乙苯、二甲苯等）备受关 过程中，该过程中的关键环节是由苯甲基琥珀酸 注，是土壤中常见的有机污染物［1-3］，不仅严重 合成酶（Benzylsuccinate synthase，BSS）基因所 危害土壤环境质量，也会直接或间接危害人类健 编码的B