克拉玛依油田石油污染土壤细菌群落结构与环境因子的关系

摘要

[目的]以16S rRNA为分子标记,探讨克拉玛依油田石油污染土壤中细菌群落多样性和系统发育,并分析环境因子对群落分布的影响,为生物降解石油污染物提供理论基础.[方法]在克拉玛依油田分别采集深度为5、20、50 cm的石油污染土壤样品,测定环境参数;提取石油污染土壤细菌群落基因组DNA,分别构建3个土层细菌16S rRNA基因文库,利用限制性片段长度多态性分析(Restrictionfragment length polymorphisms RFLP)技术初步分群,确定各文库中的代表菌株并测定16S rRNA基因序列;利用软件Biodap计算各群落多样性和丰富度指数,以Neighbor-Joining法构建3个土层细菌的系统发育树;运用软件CANOCO4.5结合不同样品环境因子的差异进行典型对应分析(CCA),并探讨了环境因子对细菌多样性的影响.[结果]环境参数结果表明20 cm土层总磷(TP)、总氮(TN)含量最低,50 cm含量最高;5 cm土层中有机碳(TOC)含量最高,50 cm含量最低.基于16S rRNA序列的生物多样性和物种丰富度指数表明20 cm土层生物多样性和丰富度指数较高,而50 cm土层各项指数均较低.各土层供试序列RFLP聚类分析表明,克拉玛依油田石油污染土壤细菌种群具有丰富的多样性.Neighbor-Joining构建的系统发育分析表明,石油污染土壤被分为5个类群(Ⅰ-Ⅴ),分别为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicute)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、浮霉状菌门(Planctomycetes),其中群Ⅰ占78.57％,广泛分布于不同的生态环境;其中来自5 cm土层代表菌的69.23％分布于群Ⅰ.CCA分析结果显示TN、TP和TOC对大部分细菌影响较大;TOC含量对Pseudomonas影响明显.[结论]克拉玛依油田石油污染土壤细菌群落具有丰富的多样性;环境因子是影响石油污染土壤细菌群落空间分布的重要因素.