基于16SrRNA基因序列甲拌磷污染底泥细菌多样性研究(2)
Keywords: Phorate; Soil Bacteria; 454 pyrosequencing; Biopersity
目录
引言 1
1 材料和方法 2
1.1 材料 2
1.1.1采样 2
1.1.2 样点描述 2
1.1.3 样品采集 2
1.2 方法 3
1.2.1 土壤总DNA提取 3
1.2.2 PCR扩增与胶回收 3
1.2.3 荧光定量 3
1.2.4 454高通量测序 4
1.3 数据分析 4
1.3.1 有效序列数据统计 4
1.3.2优化序列数据统计 4
1.3.3 OTU(operational taxonomic units)聚类分析 4
2 结果与分析 4
2.1 测序质量评价 4
2.2 菌群多样性分析 5
2.3 菌群分类学和群落结构分析 6
3 讨论 8
致谢 10
参考文献 11
引言
土壤是一个非常复杂的生境，几乎所有种类的化学物质，包括农药残留，可以沉积在土壤中，所以土壤污染问题亟待解决[1]。为提高农作物产量，大量的杀虫剂应用于农业生产之中。在过去十年，发展中国家对杀虫剂的使用不断增加[2]。在这些大量投入使用的杀虫剂中，有机磷农药(organophosphorus pesticides，OPs)的使用最为广泛。它占世界农药消费总量的34%[3]。由于其生产和应用的广泛性，有机磷农药成为最受关注的有机化合物[4]。有机磷农药的过度使用，引起了一系列的环境问题：水、空气、陆地生态系统均被污染；不同的生物都遭受了有害的影响；生物地球化学循环也遭到了破坏[3]。所以，有机磷农药在农业中的大量使用对环境的潜在负面影响值得关注。
甲拌磷（Phorate，O,O-diethyl-S-[(ethylthio)methyl] phosphorodithioate）是应用较为广泛的有机磷杀虫剂，常用于对抗土壤害虫，尤其在松林、块根作物以及农作物中具有咀嚼、吸吮能力的害虫，包括玉米、咖啡、棉花、和一些观赏植物和鳞茎植物中的害虫[5]。2001年，美国甲拌磷年利用率大约是320万英镑，它间接表明，甲拌磷在现代农业中起着重要的作用。然而，由于甲拌磷对人类健康具有严重的危害，世界卫生组织将甲拌磷定义为一个具有极端风险的技术产品[6]。甲拌磷农药主要通过在降雨时不断的浸出和表面径流污染环境[6]。此外，它还可以通过以生产甲拌磷为主的农药厂所排放的未经处理的废水，来污染土壤和地下水，这大大影响了土壤微生物多样性。因此，我们进行了一个调查农药厂排放的甲拌磷废水，对于土壤细菌的群落结构和多样性影响的研究。
先前的研究表明，农药残留在自然界中受到物理、化学和生物化学降解过程，但由于其高稳定性和水溶性，农药残留依然存在于环境之中。在现有的农药残留的处理方法中，生物修复技术以其环保、可以利用微生物和植物对污染物进行就地降解而备受关注[7]。而微生物群落以其可以调节土壤中的营养循环、有机质的分解、土壤肥力，以及污染物的降解等功能，是地球生态系统的重要组成部分，在生物修复中起着至关重要的作用[8]。此外，微生物群落的变化往往会先于土壤理化性质的变化[9]，所以通过土壤的微生物群落的变化，我们可以间接得知土壤理化性质的改变。Radha Rani 和 Asha Juwarkar通过以甲拌磷作为唯一碳源，从土壤中分离出三种能够高水平分解甲拌磷的细菌，即：Ralstonia eutropha, Pseudomonas aeruginosa 和 Enterobacter cloacae，且它们在水介质中，对甲拌磷的分解度高达73± 3% ，而在砂壤土中，分解度则为55± 4% [10]。P.S. Nicholson 和 P.R. Hirsch研究杀虫剂对可耕种的土壤细菌的多样性的影响[11]。
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