《高效石油污染降解的微生物群落修復基因信息動態研究》是依託北京師範大學，由孫寓姣擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高效石油污染降解的微生物群落修復基因信息動態研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：孫寓姣
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
摘要：石油中存在的多環芳烴（PAHs）對人類健康構成嚴重威脅，對油污土壤中PAHs高效降解基因的演替及降解機理研究是解決生物修復技術突破的關鍵環節。這需要獲得更多降解基因動態信息來闡釋降解機理過程。近年來發展的高通量新型環境基因晶片技術可獲得大量基因組學信息，是跟蹤生物修復過程的有力工具。 本研究利用含高通量功能信息的功能基因晶片Geochip，對油田區污染土壤的生物修復過程進行微生物生態功能解析。重點利用功能基因晶片分析土壤微生物群落基因組DNA,了解PAHs 降解過程中的功能基因、微生物群落結構和生態功能變化，以及在不同環境壓力下潛在功能基因組和優勢種群的動態演替過程。 結合反轉錄mRNA 基因晶片解析環境因子影響下潛在降解基因真正進行表達的能力和水平，及功能基因轉錄及表達過程中的微生物群落實際微觀回響及調控機制，為油田區污染土壤生物修復及生態評價提供理論基礎。
結題摘要
石油中存在的多環芳烴（PAHs）等污染毒性物質對人類健康構成嚴重威脅。石油開採及加工給周邊土壤和水體帶來嚴重的污染，導致土地荒蕪、水體生態系統損害等重大環境問題。生物修復由於在技術、環境與經濟上的優勢，逐漸在石油污染的環境修復領域受到廣泛關注。本研究以石油烴污染場地（蘭州石化污染場）為研究對象，建立了包含化學污染特徵分析、污染物的生物可利用性和遺傳毒性分析以及微生物群落結構和功能基因解析的綜合評定方法，為石油污染場地的微生物降解潛力的研究及生物修復提供理論和方法基礎。 本研究採用GC/MS得到污染場地土壤中主要污染物類型為石油烴（烷烴）和單環芳香烴、PAHs、鹵代脂肪族化合物、含氧化合物，含油量最高可以達到58458 mg/kg，隨著土壤深度增加，低環芳烴（環數≤3）含量逐漸升高（25.3 %＜45.2 %＜99.6 %），污染物有明顯的縱向遷移的現象；利用萘生物感測細胞、烷烴感測細胞和遺傳毒性感測細胞，對研究區的石油烴生物可利用性和遺傳毒性進行檢測與評估，研究表明在生物可利用率低、遺傳毒性較強、微生物降解潛力低的石油污染土壤中遺傳毒性污染物從表層到深層的垂直遷移現象明顯；運用Illumina高通量測序對土壤DNA進行微生物群落解析，識別不同門類微生物群落隨污染水平變化的演替過程，同時結合實時定量PCR方法設計開發烷烴降解基因、環羥基化雙加氧酶基因、苯系物和萘等降解酶基因，對石油烴污染物典型生物降解功能基因進行了定量化檢測及動力學分析，研究發現一定含量石油烴會對微生物生長起刺激作用，污染物的壓力過大會對微生物的種類和功能進行選擇，導致優勢菌的富集，功能基因含量增多，微生物多樣性逐漸降低。本研究的目的是解析環境因子影響下潛在降解基因真正進行表達的能力和水平，及功能基因轉錄及表達過程中的微生物群落實際微觀回響及調控機制，為油田區污染土壤生物修復及生態評價提供理論基礎。
