近年来,农田土壤中有机污染物多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)污染日益加剧,它们可通过植物吸收进入食物链,最终威胁人类健康。有研究表明,PAHs污染可以减少土壤中微生物的多样性,同时它们也能够被某种特殊的微生物当作碳源,刺激微生物生长,从而形成新的微生物群落结构,从中可发掘降解PAHs的优势微生物,对于生物修复技术发展具有重要意义。本文选取PAHs污染的实际农田土壤,通过比较根际和非根际土壤的细菌群落组成差异,分析降解PAHs的环羟化双加氧酶基因丰度,进一步明确优势微生物种类。此外,利用实验室已分离的菲降解菌Pseudomonas sp.JM2-gfp接种水稻开展根箱培养实验,探讨外源降解菌对菲污染土壤中的土著微生物群落的扰动,为有机污染农田土壤的生物修复提供科学依据。研究结果如下:(1)研究PAHs污染对农田土壤微生物活性的影响。采集辽宁省某油田附近的农田土壤,检测发现16种PAHs总浓度为38884μg/kg,属严重污染。检测土壤的微生物活性指标包括微生物生物量碳、可培养细菌数量和微生物呼吸强度发现,污染土壤的微生物活性低于附近未污染土壤,而根际土壤微生物活性高于非根际土壤。(2)通过16S rDNA高通量测序和实时荧光定量PCR(qPCR)研究PAHs污染农田根际和非根际土壤中细菌群落组成差异。测序结果显示,根际土壤中细菌群落多样性指数明显高于非根际土壤,而且在PAHs污染的农田土壤中存在丰富的优势微生物资源,包括伯克霍尔德氏菌科、地杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、Sulfuricurvum和硫杆菌属等。与非根际土壤相比,根际土壤中的地杆菌属和硫杆菌属相对丰度提高。qPCR结果显示,根际土壤中环羟化双加氧酶基因拷贝数明显高于非根际土壤,说明地杆菌属和硫杆菌属可能具有降解PAHs的微生物资源。(3)研究添加菲降解菌对水稻根际细菌群落的影响。结果发现,在菲污染的土壤中培养60天后,JM2-gfp能够在水稻根部定殖存活,定殖后的根际土壤细菌群落多样性指数略低于没有JM2-gfp定殖的根际土壤,但是变形菌门比例大幅度提高,尤其是优势功能菌中的根瘤菌科、鞘氨醇单胞菌属和新鞘氨醇杆菌属的细菌相对丰度明显增加。