利用实时荧光定量PCR特异检测多环芳烃污染土壤中的外源降解菌

生物强化法修复有机污染土壤过程中,外源降解菌的丰度直接关系着修复效果,有必要开发出特定外源降解菌在土壤中的数量检测方法。针对多环芳烃降解菌PPZ-1,基于基因组测序结果,筛选可能的特异基因序列,设计对应引物。比对各组引物对菌株及污染土壤样品DNA的PCR扩增产物,确定适于实时荧光定量PCR检测的特异性基因序列和引物。以含有特异性基因序列的重组质粒为标准品,确定实时荧光定量PCR反应试验条件,建立标准曲线。将该方法应用于投加了菌株PPZ-1的多环芳烃污染土壤,验证其可行性。结果表明,所筛选的特异性引物在菌株中可以扩增出条带,在土壤样品相同位置无明显条带,具有较好的特异性。实时荧光定量PCR反应标准曲线相关系数为0.999 9,斜率为-3.365,扩增效率为98.233%,熔点曲线无杂峰。对投加了外源降解菌PPZ-1的多环芳烃污染土壤进行绝对定量检测,检测数值与理论值数量级相同,该检测方法能较准确地反映土壤中PPZ-1的数量。

外源菌群及与植物联合修复华北中度石油污染土壤效果研究

为探讨不同微生物菌群对华北地区中度石油污染土壤的修复效果,在实验室模拟条件下分别进行优势外源石油降解菌群的筛选和优势菌群与植物联合修复试验。结果显示:4种外源石油降解菌群中,PDC-3菌群对中度石油污染土壤总石油烃(TPH,total petroleum hydrocarbons)去除率为84.07%,在各菌群中效果最优;该优势菌群与植物联合修复中度石油污染土壤比单独使用优势菌群修复可获得更好的效果,优势菌群与黑麦草联用及优势菌群与紫花苜蓿联用120 d TPH的去除率分别为91.58%和89.30%,修复后土壤中TPH含量均小于500 mg/kg;同时优势菌群与黑麦草联合修复在90 d即可去除89.32%的土壤TPH,相比选用紫花苜蓿可有效缩短修复周期;优势菌群对土壤TPH的去除起主要作用,其贡献率远高于土著微生物菌群或植物的贡献率;植物对土壤TPH去除的贡献率为4.09%~6.48%,且其作用主要发生在修复过程的中后期;优势菌群单独使用或与植物联合修复中度石油污染土壤120 d均可有效去除C10~C12及C22~C40石油烃组分,去除率为85.14%~100.00%;然而,C13~C21石油烃组分含量表现出阶段性的积累效应;除对土壤石油烃的去除作用外,使用优势菌群进行生物修复存在一定的调节土壤pH、增加土壤肥力,且有利于恢复修复后的土壤功能。

氯氰菊酯高效降解菌GF31的生长特性及其对污染土壤的修复能力

利用高效降解菌对受污土壤进行生物强化修复是提高修复效果的可行途径之一,其中降解菌的竞争力与适应性是决定强化修复过程成败的关键因素。以实验室保藏的1株氯氰菊酯高效降解菌——铜绿假单胞菌GF31为对象,开展菌株生长特性及其对污染土壤修复的实验研究。结果表明,菌株GF31生物活性高,环境适应力强,在温度15～35℃,pH值5～10的范围内生长良好。此外,提供充足的溶解氧、营养物如废糖蜜、牛肉膏皆有利于菌株GF31的生长。对土壤进行生物修复的实验结果初步表明,菌株GF31具有与土著微生物竞争生长的优势,并能有效去除氯氰菊酯。在氯氰菊酯浓度为20 mg/kg的实验土壤中投加菌株GF31,氯氰菊酯的去除率由20%提高至43%,生物强化修复效果较为明显,具有一定应用前景。