多環芳烴的微生物降解機制研究取得新進展

多環芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)的植物修復依賴於根際區植物和微生物的相互作用，根際對PAHs修復的效應歸因於根際環境可以提高土壤微生物的生物量、活性和多樣性等。研究PAHs降解的關鍵基因——雙加氧酶(RHDα)基因可以為微生物對PAHs的響應提供理論依據，但是目前從根際效應對微生物群落結構、RHDα基因多樣性和表達的影響等角度來探討污染土壤修復過程中植物-微生物相互關係的研究還比較少，PAHs降解過程中微生物在根際區的響應機制還不明確，長期的根際效應對農田土壤細菌的影響也是未知的。

科學院瀋陽應用生態研究所土壤污染生態組博士郭美霞及其合作者，在研究員鞏宗強的帶領下，採用分室根箱實驗種植黑麥草，接種分枝桿菌，運用PCR-DGGE、克隆測序及定量PCR等分子學方法研究黑麥草長期的根際效應對PAHs降解、功能性細菌群落結構、降解菌數量和RHDα基因表達的影響。結果表明土壤中富含革蘭氏陽性及陰性PAHs降解菌，RHDα基因包含nidA3、pdoA、nahAc和phnAc等；黑麥草根際區PAHs降解菌以革蘭氏陽性菌為主；黑麥草的種植在0到10天內增加了功能細菌的多樣性，對細菌種類具有選擇性促進作用。黑麥草和分枝桿菌作用可以通過在不同時期改變微生物群落結構、增加細菌多樣性、刺激雙加氧酶基因的表達等方式促進農田土壤中PAHs的降解。該研究從分子水平深入認識污染土壤修復過程中的植物-微生物作用關係，為黑麥草根際效應促進PAHs的降解提供了依據，為PAHs污染土壤的修復理論與技術的進一步發展奠定了理論基礎。

研究結果以Microbial mechanisms controlling the rhizosphere effect of ryegrass on degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in an aged-contaminated agricultural soil 為題發表在Soil Biology & Biochemistry (doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.06.006)雜誌上。

該研究得到了國家自然科學基金面上項目(41271336，41501346和41673132)及中科院瀋陽生態所污染生態與環境工程重點實驗室項目(Y3ZDS111YC)的支持。（來源：科學院瀋陽應用生態研究所）