不同PAHs污染强度下土壤-根表-植物系统中的细菌降解功能开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.1 研究意义

多环芳烃(pahs)是土壤环境中常见的一种有机污染物，多具有三致效应，对人类健康和生态环境存在很大的危害，已经引起世界各国的普遍重视。其污染面广，近年来污染强度呈逐渐增大的趋势。自从20世纪60年代首次发现一株土壤假单胞菌(pseudomonas sp.)对pahs的降解作用后，微生物修复成为清除环境pahs污染的有效手段[1]。

土壤中的pahs可以通过植物进入食物链，在食物链中富集并最终危害人体健康，而根系是植物吸收土壤中有机污染物的一个主要途径，根表则是植物根系吸收pahs等有机污染物的窗口。自然条件下，大多数根际细菌可定殖在植物根表并形成细菌生物膜[2]，以协助植物抵抗外界的不良环境或促进植物生长[3]。pahs在被植物根系吸收的过程中，多需经过根表细菌生物膜这一特殊界面。但至今为止，pahs污染下土壤-根表-植物系统中的细菌群落结构和降解功能尚不清楚。

基于此，本项目拟以pahs为目标污染物，采集自然条件下污染环境样品，利用土培体系研究不同浓度pahs污染下土壤-根表-植物系统中的细菌群落结构，并探讨其对pahs的降解能力。研究结果可为从pahs污染区植物-根系系统中分离筛选pahs降解功能菌群提供参考，并为利用植物-根系微生态系统调控植物吸收代谢pahs提供理论依据。

2. 研究的基本内容和问题

2.1研究目标与内容

明确pahs污染下土壤-根表-植物系统中的细菌群落结构和降解功能。

以pahs为目标污染物，采集自然条件下污染环境样品，利用土培体系设计一系列不同浓度pahs污染条件种植植物，分不同时间采集土壤、根表和植物样品，利用梯度稀释涂布平板法计可培养细菌总数，利用荧光定量pcr技术对细菌总数进行计数并对其中的pahs降解基因进行精确定量；同时利用基于16s rrna基因序列的高通量测序分析其中的细菌群落结构。

2.2拟解决的关键问题

（1）pahs污染下土壤-根表-植物系统中的细菌群落结构；

3. 研究的方法与方案

3.1研究方法

自然条件下的样品采集拟采用五点采样法；实验室条件的不同pahs污染浓度设置拟采用温室盆栽实验；植物和土壤中菲含量检测拟采用高效液相色谱法；细菌计数拟采用梯度稀释涂布平板法和荧光定量pcr技术；细菌群落结构分析拟利用基于16s rrna基因序列的高通量测序分析；细菌群落对pahs的降解潜力分析拟利用荧光定量pcr技术对pahs降解基因进行精确定量。

3.2技术路线

4. 研究创新点

4.特色或创新之处

本项目在实验室前期研究工作的基础上，以PAHs为目标污染物，采集自然条件下污染环境样品，利用土培体系研究不同浓度PAHs污染下土壤-根表-植物系统中的细菌群落结构，并探讨其对PAHs的降解功能。研究结果可为从PAHs污染区植物-根系系统中分离筛选PAHs降解功能菌群提供参考，并为利用植物-根系微生态系统调控植物吸收代谢PAHs提供理论依据，进而为防治土壤有机污染、减低作物污染风险以及保障农产品安全等提供参考。

5. 研究计划与进展

5.研究计划及预期进展

2019年12 月至2020年2 月：查阅文献，设计实验方案

2020年 3 月至2020年 4月：野外土壤样品采集和温室盆栽实验；