核辐射污染会导致环境的剧烈改变,对生态环境产生具大的影响,显著地改变土壤物理、化学以及生物学特性,进而对土壤微生物群落组成和分布造成影响。由于相关试验,我国西北某区域存在着严重的放射性核辐射污染,造成了我国独一无二、不可复制的特殊辐射生境。由于该区域的危险性和特殊性,此前对这一环境下微生物的群落组成和分布知之甚少。本课题组作为目前国内外在该区域开展微生物资源调查的唯一团队,经过十余年的研究,已分离各类细菌1500余株,共涉及近百个属,获得一大批耐辐射相关特性的菌种资源,目前已发表新属1个,新种9个,初步证明该区域微生物历经50多年的适应和演变,存在着丰富的微生物多样性。通过系统分类和分子鉴定分析表明,上述菌株涉及细菌域的76个属273个种,其中Bacillus属菌为主要菌群。研究发现,不同辐射区域获得微生物的耐辐射特性有着明显的差异。一般来说,污染程度越高的土样,高剂量辐射耐受性的微生物所占比例较高。利用Biolog EcoTM技术对辐射污染程度高、中、低区域土样及无污染对照区域样品中微生物分布和代谢特性进行研究,结果表明,不同辐射污染程度下微生物碳源利用差异显著。随着辐射污染程度的增强,微生物活性逐渐降低,土壤微生物主要利用碳源由糖类逐步转为羧酸类和聚合物类。上述研究均表明,辐射污染对土壤微生物群落组成和分布有着明显影响。为了更加全面的揭示辐射污染区细菌种群多样性,了解辐射污染对辐射区土壤中细菌群落结构的影响。本研究运用高通量测序方法,分别进行了土样细菌16S rRNA基因的V3可变区测序,进而对无辐射污染的对照土样和不同辐射污染程度的土样中细菌群落组成和多样性进了分析。研究共获得110348条有效序列,17604个OTUs,涉及细菌域的19个门和6个潜在菌门或其它未分类菌门的726个属。多样性分析表明,辐射污染会引起土壤样品中微生物群落分布的显著差异化,显著提高细菌群落种群多样性和微生物丰度。微生物群落组成分析表明,在辐射污染胁迫下辐射污染区样品中变形杆菌门分布比例显著下降；随着辐射污染程度的提高,放线菌门所占比例逐步提高,未分类菌门、厚壁菌门和酸杆菌门也有明显的提高。同时,研究发现辐射污染区中存在着大量未分类菌属。研究展示了辐射污染区极为丰富的细菌多样性,存在着大量微生物新物种资源有待发掘。