南極中山站生活污水及石油污染區(qū)域細菌多樣性分析.pdf

1、隨著南極研究的深入進行，人類的科學考察活動對南極環(huán)境造成的影響越來越引起重視。本文針對南極中山站周圍生活污水、石油污染兩大問題進行分析，采集了2005、2006兩個年份的相關區(qū)域的環(huán)境樣品，研究了樣品中微生物多樣性、群落結構，及其逐年的變化；建立了石油污染降解相關的xylE基因的定量PCR檢測技術。為我國在南極活動中的環(huán)境評估，科考活動方案制訂，以及參與國際南極活動提供科學依據。 以南極中山站排污口及其右側50米處土壤為研究對

2、象，經土樣采集、DNA提取、純化后，使用341f+534r通用引物進行擴增，得到包含V3可變區(qū)的16SrDNA片段。經變性梯度凝膠電泳(DGGE)及測序分析發(fā)現，相較于右側50米處，排污口土壤樣品中細菌組成結構上并未發(fā)生較大變化，但由于受到污水浸泡影響，兩處土壤上下層的生物量分布上出現了差異，受到污染的排污口土壤不同于其右側50米處土壤的上層明顯遠遠高于下層的分布情況，上下層生物量幾乎一致。而原核藻類Chlorella sp.的富集以及

3、外源性的腸道傳染性微生物Trichococcus pasteurii、Dolosgranulum pigrum的檢出進一步說明了排污口土壤樣品受污染的情況。盡管污水的排放并沒有對排污口土壤中的微生物生態(tài)造成極為嚴重的破壞，但其造成的影響已經非常明顯。 另一項關于污水排放的研究以2005、2006兩年排污口上下層土壤樣品，加上對照樣品2006排污口左側100m處土壤為研究對象，通過對其分別構建環(huán)境樣品的微生物16S rDNA克隆

4、文庫，采用PCR-RFLP分析、16S rDNA序列測定以及系統(tǒng)發(fā)育分析的方法，調查研究了污水排放對土壤微生物生態(tài)的影響以及持續(xù)排放所引發(fā)的土壤微生物多樣性的的變化。結果表明兩年排污口土壤具有完全不同于作為對照的排污口左側100m處土壤的細菌多樣性及細菌組成結構。調查發(fā)現污水排放造成的影響有：1.兩年排污口土壤樣品細菌多樣性遠大于排污口左側100m處，而2006年排污口下層土壤樣品又明顯高于2005年的排污口下層；2.兩年排污口下層土壤

5、中均發(fā)生了明顯的腸道細菌富集的現象；3.兩年排污口土壤中均發(fā)現一定數量的外來細菌，他們除具有特殊有機物的降解能力，且在環(huán)境中已經形成了一定的數量。 關于南極中山站石油污染狀況的研究是通過廣泛考察南極中山站可能受石油污染的各站位，以分析土壤中石油降解型微生物生態(tài)結構的方式，來估計因石油實用而造成的影響。在分析了石油污染物的主要成分后，針對可降解C6-C12烷烴的alkB基因和降解甲苯和二甲苯的xylE基因，分別設計引物alkB

6、F&R和xylE F&R對各站位以PCR的方法對各站位土壤進行檢測。擴增結果顯示，垃圾焚燒處b下層(10-20cm)土壤中檢測出了alkB基因，而在垃圾焚燒處a和b的上層(0-10cm)和下層土壤中，均發(fā)現了xylE基因的存在。在對污染范圍的調查中發(fā)現，xylE F&R可以分別在距離垃圾焚燒處b不同距離(0-10m)的上下層土壤中有效檢測出xylE基因，而alkB卻不能有效擴增。進一步以RFLP對xylE基因的擴增片斷進行分析發(fā)現，雖然

7、檢測出的xylE來源豐富，但克隆主體集中于5個基因型，超過2/3的多數來源于Pseudomonas sp.ST41和Pseudomonasstutzeri。實驗結果表明，在對南極土壤的石油污染影響調查中，對于xylE基因的檢測比alkB更能準確反映環(huán)境受污染的狀況；而南極中山站各站位檢測結果表明，垃圾焚燒處a和b均受到了較為嚴重的石油污染，污染范圍約為10m，深度超過20cm；垃圾焚燒處a、b均為造成該處石油污染的中心地區(qū)，兩處土壤中的