基于SSU rRNA基因序列甲拌磷污染底泥细菌多样性研究(2)
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引言
近年来，在农业发展的过程中，农药已成为提高粮食产量和质量的一种必要的工具。然而，农药残留问题也愈演愈烈[1]。农药的过度使用和滥用通过食物链影响了整个生态系统、污染了土壤、空气和地表水[1-2]。目前，我国使用量最大的农药当属有机磷农药，虽具有高效、广谱的优点，但也伴随着高毒性、高残留[3]。利用微生物或其降解酶的技术来修复污染的土壤和废水已成为研究热点[4-5] ，尽管它可以经历物理化学过程的转化[6-7]。迄今为止，已分离筛选出像假单胞菌属[8]、节杆菌属等能降解对硫磷的有机磷农药降解菌；可降解甲基对硫磷的像芽孢杆菌属[9]、黄杆菌属等。但是，通过微生物降解毒性排第一的有机磷杀虫剂——甲拌磷(Phorate)的研究却很少[10-11]。
甲拌磷剧毒、可抑制乙酰胆碱酯酶活性。同时，甲拌磷通过抑制人体胆碱酯酶活性，导致神经功能紊乱。多用于防治农业和林业害虫，是一种经济、广谱、剧毒的有机磷杀虫、杀瞒剂。世界卫生组织已将甲拌磷分类为一种极其有害的杀虫剂类别。然而由于经常大量地使用和滥用，使得甲拌磷过量地残留于土壤中，这对环境和人类的健康构成了潜在风险[12]。以前的研究已经证明了，甲拌磷可转化成二乙基二硫代磷酸盐[13]，甲拌磷亚砜和甲拌磷砜。这些氧化产物的毒性远高于甲拌磷，因此，在发展中国家已被食品和农业组织禁用[14]。我国农业部早在2002年，就将其规定为限制使用类农药，并禁止其在蔬菜、果树及中草药上使用[15-16]。但如何使其快速降解来降低其对环境的损害已经刻不容缓。
近年，任娟等[15]研究了新疆石河子市长期受甲拌磷污染的土壤，分离筛选到可高效降解有机磷农药甲拌磷的菌株。宋柯群等[16]把甲拌磷作为唯一碳源和能源，逐渐加量驯化进行室内培养，获得可耐受甲拌磷的质量浓度达28000 mg/L的菌株JZ1。目前真养雷氏菌(Ralstonia eutropha)[18]、根瘤菌属(Rhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)[19]和黄杆菌属(Flavobacterium)[20]等属于已筛选到的有机磷农药甲拌磷的微生物降解菌。研究长期受甲拌磷污染的底泥中细菌的群落结构及其多样性，解析物种组成和优势菌群，从而筛选出对甲拌磷具有高耐受性的优势菌群显得极为迫切。
迄今为止，研究土壤微生物多样性，多采用的传统微生物平板纯培养方法[21]及分子生物学技术具有一定的局限性。大多数的细菌(> 99%)使用传统方法是难以培养的[22-23,26]，因此微生物群落结构和多样性的真实信息并不能被客观而全面地反映出来。有学者采用DGGE高通量测序的方法研究环境中的微生物，某些数量少的微生物的DNA可能会丢失[24]，检测的微生物种类也很有限，且只能检测到环境中优势物种的存在[25]，这对研究群落多样性会产生一定的影响。而本研究采用宏基因组学方法，它克服了培养依赖型和PCR为基础的方法的限制[26]。