李龍山，倪細爐，李昌曉，李健

（1.寧夏林業(yè)研究院種苗生物工程國家重點實驗室，銀川 750004；2.寧夏鼎實生物鑒定中心，銀川 750002；3.寧夏銀川城市森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，寧夏 銀川 750004）

生活污水對土壤及濕地植物根際細菌群落的影響

李龍山1，2，倪細爐1，3*，李昌曉1，李健1

（1.寧夏林業(yè)研究院種苗生物工程國家重點實驗室，銀川 750004；2.寧夏鼎實生物鑒定中心，銀川 750002；3.寧夏銀川城市森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，寧夏 銀川 750004）

為探究生活污水對土壤及濕地植物根際細菌群落豐富度和多樣性的影響，選擇蘆葦、水蔥、千屈菜、扁稈藨草和長苞香蒲5種濕地植物單獨種植，利用PCR-DGGE技術，分別測定試驗土壤ck1、澆灌污水的土壤ck2、澆灌自來水的濕地植物ck和污水處理濕地植物根際的細菌群落。結(jié)果表明：污水處理植物根區(qū)土壤細菌種群豐富度和多樣性指數(shù)最高，其次是污水澆灌的土壤ck2和自來水澆灌的植物ck，試驗土壤ck1的最低。試驗測定的優(yōu)勢細菌如下：ck1有根瘤菌屬（Rhizobium）和鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）；ck2有鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）、根瘤菌屬（Rhizobium）、節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）和赤桿菌屬（Erythrobacter）；ck有黃桿菌屬（Flavobacterium）和節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）；污水處理植物根區(qū)有節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）、梭菌屬（Clostridium）、硫酸鹽還原細菌（Sulfate-reducing bacterium）、牦牛瘤胃菌（Proteiniclasticum）和黃桿菌屬（Flavobacterium）。綜上認為，污水澆灌的土壤ck2和污水處理5種濕地植物根際細菌群落多樣性均高于自來水澆灌植物ck和試驗土壤ck1，濕地植物根際細菌群落隨植物種類不同差異較大，其中污水處理千屈菜根區(qū)細菌種群豐富度最高，其次是水蔥、蘆葦和長苞香蒲扁，扁稈藨草根區(qū)細菌種群豐富度最低。澆灌污水和種植濕地植物均明顯改變了土壤中的細菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性，污水對土壤細菌群落多樣性的影響作用高于植物。

濕地植物；PCR-DGGE；土壤微生物；多樣性

濕地處于陸地和水域的交匯處，是陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)的中間地帶，因其具有強大的凈化能力受到科學家和工程師青睞，通過構(gòu)建人工濕地用于各類污水的凈化[1-3]。人工濕地凈化污水的機制比較復雜，包括物理沉降、化學吸附、離子轉(zhuǎn)換、植物吸收和微生物降解等過程[4]。探究污水凈化過程中濕地微生物群落結(jié)構(gòu)變化，了解土壤—水—植物濕地系統(tǒng)中所發(fā)生的生化反應過程，對人工濕地的設計、維護和運行具有重要參考價值。目前，對人工濕地微生物的研究主要集中在以下幾個方面：一是人工濕地中植物對微生物的影響。如趙慶節(jié)[5]利用DGGE技術研究顯示濕地植物對土壤中微生物的縱向分布上有較大影響，但不起決定作用。李鑫等[6]研究發(fā)現(xiàn)不同植物對土壤中微生物的影響作用不同。二是濕地微生物與污染物去除之間的關系研究[7]。杜剛等[4]研究發(fā)現(xiàn)微生物數(shù)量與氨氮、總磷和CODMn的去除率不相關，但與總氮去除率顯著正相關。三是人工濕地處理污水后污水中微生物變化的研究。郭建國等[8]研究發(fā)現(xiàn)人工濕地處理造紙廠廢水后，廢水中的病原微生物數(shù)量明顯降低。

大部分微生物在實驗室條件下是不能培養(yǎng)的，傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)方法只能培養(yǎng)1%～10%的微生物類群[9]，所以傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法明顯低估了環(huán)境微生物的多樣性。PCR-DGGE技術不需要進行微生物培養(yǎng)，可直接從基因水平進行分類，是目前環(huán)境微生物研究中普遍采用的研究方法之一。本研究采用PCR-DGGE指紋技術分別在自來水澆灌和污水處理條件下，對5種濕地植物根區(qū)土壤細菌群落進行比較分析，探究生活污水對土壤細菌群落及濕地植物根區(qū)細菌群落的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗設置

選取銀川平原普遍生長的蘆葦（Phragmites australis）、水蔥（Scirpus validus）、千屈菜（Lythrum salicaria）、扁稈藨草（Scirpus planiculmis）和長苞香蒲（Typha angustata），以這5種濕地植物單獨種植構(gòu)建人工濕地小試系統(tǒng)。模擬試驗在塑料桶中進行（桶高34 cm，上口直徑34 cm，下口直徑27 cm）。

試驗地位于銀川市植物園實驗大棚，自然光照。將野外采集的5種濕地植物帶回實驗室，挑選生長健壯，大小基本一致的健康植株，單獨種植。所用土壤為植物園試驗田的沙土，總磷含量0.60 mg·g-1，總氮含量0.43 mg·g-1。每桶種植3株，每種植物種植6桶。用自來水澆灌進行適應性生長，待其生長旺盛，于2012年7月5日進行污水處理試驗。將澆灌污水的蘆葦、水蔥、千屈菜、扁稈藨草和長苞香蒲5種濕地植物設計為處理組，采集土壤樣本分別標記為L、S、Q、B和C；將自來水澆灌的5種濕地植物設為對照組ck，采集土壤樣本分別標記為ckL、ckS、ckQ、ckB和ckC；將試驗所用到的土壤設為背景值1，標記為ck1；將污水澆灌的土壤設為背景值2，標記為ck2。所有對照和處理各設3個重復。試驗污水取自寧夏銀川市六盤山高級中學南側(cè)校園的排水溝，為教職工生活區(qū)排放的生活污水。污水澆灌量為每桶10 L，其水深為12 cm，標記每個水桶的液面作為標準，試驗期間通過加自來水補充蒸發(fā)和蒸騰所耗的水分，以保持桶中水位。試驗于2012年7月5日開始，10月5日結(jié)束，為期3個月。不同時期污水污染指標見表1。

表1 不同時期污水污染指標平均值Table 1 Average value of sewage pollution index in different periods

1.2 土壤樣品

測定試驗第12 d（7月17日）各土壤樣品中的細菌群落結(jié)構(gòu)（此時污水中總磷、總氮、CODCr等污染指標出現(xiàn)了大幅下降）[10]。于各實驗桶中間位置用采泥器旋轉(zhuǎn)采集深度1～10 cm的泥樣，各個重復之間充分混勻，取約5 g土樣于樣品袋中，-80℃保存，用于分子生物學分析。

1.3 研究方法

1.3.1 DNA提取及PCR擴增

土壤樣品中微生物基因組DNA提取采用3s柱離心式環(huán)境樣品DNA抽提試劑盒提?。ㄉ虾２┎噬锟萍加邢薰局圃欤２捎眉毦ㄓ靡?57F-GC（5′-CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGGGC -ACGGGGGG CCTACGGGAGGCAGCAG-3′）和5l8R（5′-ATTACCGCGGCTGCTGG-3′）[11]對細菌16s rDNA V3區(qū)進行特異性擴增。PCR反應體系為50 μL，其中DNA模板2.5 μL，PCR反應緩沖液25 μL（含TaqDNA聚合酶、Mg2+、dNTP），上游和下游引物各2 μL，加滅菌去離子水18.5 μL至總體積50 μL。采用降落式PCR擴增目的片段，擴增程序有兩步。第一步：94℃預變性5 min，94℃變性45 s，65℃退火1 min，72℃延伸45 s，共24個循環(huán)（每次循環(huán)的退火溫度比上次循環(huán)下降0.5℃，24個循環(huán)之后退火溫度由65℃下降到53℃）；第二步：94℃變性45 s，53℃退火1 min，72℃延伸45 s，再進行11個循環(huán)，之后72℃延伸5 min。引物357F的5′端加GC夾用來防止DNA片段在進行變性梯度凝膠電泳時過早解鏈。

1.3.2 DGGE

采用變性梯度凝膠電泳儀系統(tǒng)（BIO-RADDCodeTMUniversal Mutation Detection System，USA）對PCR產(chǎn)物進行分析。本試驗目的片段為201bp，采用10%的聚丙烯酰胺膠和濃度為40%～70%的變性劑進行電泳。PCR產(chǎn)物上樣量為40 μL，在1×TAE緩沖液中60℃恒溫，160 V電壓條件下電泳6 h。電泳后用150 mL 1×TAE加5 μL膠紅混合染色30 min，再用Bio-Rad凝膠成像系統(tǒng)拍照。對凝膠上不同泳道的不同和相同條帶進行切割（盡量割條帶的中間位置），切下條帶放入1.5 mL的離心管中，加入PAGE純化回收試劑盒中的PA溶膠液200 μL，用槍頭搗碎，純化回收。以回收后的DNA為模板，用細菌帶夾引物對357FGC和5l8R按照前述程序進行PCR擴增，擴增產(chǎn)物再用DGGE驗證，確定回收條帶的正確位置后，再次切膠回收。以第二次回收后的DNA為模板，用不帶夾的引物357F和5l8R再進行PCR擴增，擴增產(chǎn)物送北京Invitrogen生物公司測序。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

胃窗超聲造影對早期胃癌術前T分期的總準確率為70.9%，對T1、T2、T3、T4診斷準確率分別為60.0%、73.1%、64.3%、100.0%，見表1。

利用Quantity One凝膠圖譜分析軟件對DGGE圖譜條進行條帶配對分析，電泳條帶的數(shù)量可用來代表細菌的群落豐富度（S）；圖譜條帶可通過計算Shannon-Wiener指數(shù)來反映細菌種群結(jié)構(gòu)多樣性。Shannon指數(shù)用H′來表示，H′的計算是基于DGGE膠條帶的位置和條帶的強度，而條帶的強度則通過條帶的峰面積來表示。Shannon指數(shù)的公式為：

式中：s為泳道的條帶總數(shù)；ni為泳道第i個條帶峰面積；N為一個泳道中所有條帶的峰總面積。

測序結(jié)果輸入NCBI數(shù)據(jù)庫通過BLAST軟件與已知序列比對（http：//blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast. cgi），獲取同源性較高的相關基因序列。利用ClustalX和MEGA5.2軟件構(gòu)建系統(tǒng)進化樹。

2 結(jié)果與分析

2.1 變性凝膠電泳結(jié)果及分析

DGGE圖譜帶數(shù)與土樣中細菌種群的數(shù)量相關，而條帶的亮度則在一定程度上反映該種細菌數(shù)量的多寡，亮度越高說明該細菌種群數(shù)量占比越大。不同處理土壤細菌16s rDNA V3區(qū)PCR-DGGE結(jié)果如圖1所示。每個樣品條帶數(shù)量和位置差異較大，且優(yōu)勢條帶各異，其中：d、k、q帶在對照和處理的每個樣品中均有出現(xiàn)，且條帶亮度基本相同；p、r、s和t帶均出現(xiàn)在自來水澆灌的植物樣品中，隨植物物種不同條帶亮度不一；f、g、h、i、j、l、m、n和o帶均出現(xiàn)在污水處理樣品中，隨植物物種不同條帶亮度差異較大，其中h條帶僅出現(xiàn)在污水處理水蔥和千屈菜中，m條帶僅出現(xiàn)在污水處理扁稈藨草中，且亮度最高?？梢钥闯鑫鬯幚硎怪参锔客寥乐袃?yōu)勢細菌群落發(fā)生了較大改變。與自來水澆灌相比，污水處理樣品細菌條帶多而亮，且優(yōu)勢條帶明顯，說明污水處理過程中植物根部某些細菌大量生長成為優(yōu)勢種。

利用Quantity One凝膠圖譜分析軟件對DGGE圖譜進行數(shù)字化分析，計算土壤細菌多樣性指數(shù)如表2所示。整個DGGE電泳圖譜共有29條帶，污水處理樣品中細菌群落數(shù)為15～20個，高于自來水澆灌的11～13個，污水處理植物的多樣性指數(shù)也均高于自來水澆灌的植物。污水處理的千屈菜根區(qū)土壤細菌群落數(shù)最高，為20，群落多樣性指數(shù)也最高，為4.015。

圖1 細菌16S rDNA V3區(qū)PCR擴增片段DGGE分析結(jié)果Figure 1 DGGE analysis of 16S rDNA fragments of total bacterial population

圖2 DGGE電泳圖譜聚類分析Figure 2 Cluster analysis of bacterial communities based upon DGGE

表2 土壤細菌DGGE圖譜條帶多樣性指數(shù)Table 2 Diversity of soil bacteria community

2.2 土壤微生物的優(yōu)勢種群分析

通過對變性凝膠上優(yōu)勢條帶切膠回收測序（圖1中所標a～t），并利用ClustalX和MEGA5.2軟件構(gòu)建系統(tǒng)進化樹，進一步分析植物根區(qū)細菌類群（試驗中共切割送測20條帶，其中i、n、p和s未測出結(jié)果）。如圖3系統(tǒng)進化樹所示，測序得到的16條帶中包括5個細菌類群，分別為：變形菌門（Proteobacteria）條帶有Band b、Band c和Band e；厚壁菌門（Firmicutes）條帶有Band f和Band j；放線菌門（Actinobacteria）條帶有Band d；擬桿菌門（Bacteroidetes）條帶有Band g、Band h、Band l、Band r、Band t；Uncultured bacterium條帶有Band a、Band k、Band o、Band m、Band q。結(jié)合圖1和圖3可知試驗土壤ck1中的優(yōu)勢細菌有根瘤菌屬（Rhizobium）、鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）和Uncultured bacterium；自來水澆灌植物根區(qū)優(yōu)勢細菌有黃桿菌屬（Flavobacterium）、節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）和Uncultured bacterium；污水處理土壤ck2的優(yōu)勢細菌有鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）、根瘤菌屬（Rhizobium）、節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）、赤桿菌屬（Erythrobacter）和Uncultured bacterium；污水處理植物根區(qū)優(yōu)勢細菌有節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）、梭菌屬（Clostridium）、硫酸鹽還原細菌（Sulfate-reducing bacterium）、牦牛瘤胃菌（Proteiniclasticum）、黃桿菌屬（Flavobacterium）和Uncultured bacterium。

圖3 DGGE圖譜中優(yōu)勢條帶及其相似菌群系統(tǒng)進化樹Figure 3 Phylogenetic tree based on neighbor-joining analysis of sequences from soil bacteria

為進一步分析各個樣品中細菌群落結(jié)構(gòu)，結(jié)合DGGE圖譜中條帶的峰值及測序結(jié)果作圖，可得出各植物根區(qū)土壤細菌類群結(jié)構(gòu)圖（圖4）。植物根區(qū)細菌群落隨植物物種不同有很大差異。與自來水植物相比，污水處理蘆葦根區(qū)擬桿菌門細菌占比明顯增加，不可培養(yǎng)菌明顯減少；水蔥根區(qū)變形菌門有所增加，放線菌門有所減少；千屈菜根區(qū)厚壁菌門和擬桿菌門明顯增加，放線菌門有所減少；扁稈藨草根區(qū)不可培養(yǎng)菌顯著增加，其他各門細菌有所減少；長苞香蒲根區(qū)厚壁菌門和放線菌門明顯增加，變形菌門有所減少。與試驗土壤相比，污水處理土壤和種植植物土壤中擬桿菌門細菌占比增大。

圖4 植物根區(qū)土壤細菌群落結(jié)構(gòu)Figure 4 The community structure of soil bacteria living in plant root zone soil

3 討論

濕地植物污水凈化過程中有機氮和磷的去除是一種結(jié)合了物理、化學和生物分解的過程，土壤微生物發(fā)揮了極其重要的作用[12-13]。本研究采用PCR-DGGE技術檢測到5種濕地植物根區(qū)細菌共有5個大類，分別為變形菌門（Proteobacteria）、厚壁菌門（Firmicutes）、放線菌門（Actinobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）和不可培養(yǎng)細菌（Uncultured bacterium）。鑒定出細菌8屬，分別為赤桿菌屬（Erythrobacter）、根瘤菌屬（Rhizobium）、鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）、節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）、黃桿菌屬（Flavobacterium）、梭菌屬（Clostridium）、硫酸鹽還原細菌（Sulfate-reducing bac teria）和牦牛瘤胃菌屬（Proteiniclasticum）。

無論是試驗土壤、污水處理土壤、自來水澆灌植物根區(qū)還是污水處理植物根區(qū)，普遍存在變形菌門（Band b）、放線菌門（Band d）、擬桿菌門（Band r）和Uncultured bacterium（Band k、Band q），這幾大類群都是報道的濕地植物根區(qū)常見的細菌種屬，其中不可培養(yǎng)細菌在所有樣品中占比較大。本研究中條帶d代表放線菌，條帶d普遍存在于各植物樣本中且條帶亮度均一（圖3）。放線菌屬于革蘭氏陽性菌，在土壤的有機質(zhì)糖、氨基酸、纖維素和幾丁質(zhì)的降解過程中發(fā)揮著重要的作用[14]。變形菌門是細菌中最大的一門，是常見報道的濕地植物根區(qū)土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢菌群[15]。Ahn等[16]研究了人工濕地基質(zhì)沉積物中的微生物群落結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)變形菌門占48%～60%，是優(yōu)勢菌群，其次是來自于放線菌門和厚壁菌門。本研究中變形菌門在試驗土壤ck1中占比最大，為21%，在其他樣品中占比相對較低。在污水處理植物根區(qū)檢測到大量擬桿菌門中的黃桿菌屬（Flavobacterium），其條帶有Band g、Band h、Band l。有研究發(fā)現(xiàn)黃桿菌屬擅長降解高分子物質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂類纖維素等大分子顆粒有機物，且具有一定的硝化作用和潛在的脫氮能力[17-18]，可能與污水中氮的去除有關。此外，在污水處理植物根區(qū)還檢測到硫酸鹽還原細菌（SRB）和鞘氨醇單胞菌。硫酸鹽還原細菌是一類以乳酸或丙酮酸等有機物作為電子供體，在厭氧狀態(tài)下，把硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等還原為硫化氫的細菌總稱，已廣泛運用于廢水中硫酸鹽的去除[19]；而鞘氨醇單胞菌[20]是一類豐富的新型微生物資源，可用于芳香化合物的生物降解，在環(huán)境保護及工業(yè)生產(chǎn)方面具有巨大的應用潛力。

人工濕地植物根區(qū)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和活性會受到諸多因素的影響，例如基質(zhì)類型、植物種類、有機磷和有機碳的轉(zhuǎn)化、污水的物理化學參數(shù)以及污水中的微生物和病原菌等[21]。相關研究表明[22-23]濕地植物根系為土壤中微生物生長提供了重要支撐，其發(fā)達的通氣組織可將氧氣輸送至根區(qū)土壤中，在植物根區(qū)形成好氧區(qū)，有利于好氧微生物生長從而明顯改變微生物群落結(jié)構(gòu)。Lauber等[24]對種植水生植物的土壤進行微生物群落和理化分析發(fā)現(xiàn)，水生植物通過改變土壤pH和土壤理化狀況，進而影響微生物群落結(jié)構(gòu)，尤其真菌群落受到的影響作用最為明顯。本研究中，與試驗土壤ck1相比，自來水澆灌植物和污水處理植物根區(qū)的土壤中細菌種群豐富度和多樣性指數(shù)明顯增高（表2），其中厚壁菌門和擬桿菌門細菌群落增幅最大，變形菌門和放線菌門細菌基本沒有變化（圖4），污水處理植物根區(qū)細菌種群豐富度和多樣性指數(shù)高于自來水澆灌植物，各植物之間細菌種群豐富度和多樣性指數(shù)隨植物種類不一，差別不同。與試驗土壤ck1相比，污水澆灌土壤ck2中檢測到的細菌群落數(shù)明顯增多，且高于自來水澆灌植物根區(qū)細菌群落（表2）。另外，與污水澆灌土壤ck2相比，污水處理植物根區(qū)細菌種群豐富度和多樣性指數(shù)略有升高，其中污水處理千屈菜根區(qū)細菌種群豐富度最高，其次是水蔥、蘆葦和長苞香蒲扁，稈藨草根區(qū)細菌種群豐富度低于污水澆灌土壤ck2。肖燁等[25]對三江平原濕地研究發(fā)現(xiàn)總氮與微生物活性指標之間存在極顯著正相關關系（P＜0.01）；Ligi等[26]的研究發(fā)現(xiàn)濕地土壤中細菌群落結(jié)構(gòu)與土壤pH及土壤中、、Ca和總碳的濃度之間有著復雜的關系；Dong等[17]對人工濕地中微生物的研究結(jié)果顯示、TP和等營養(yǎng)物質(zhì)的濃度直接影響細菌多樣性和分布情況，其中對細菌群落的影響最為顯著。本研究中用于構(gòu)建人工濕地小試系統(tǒng)土壤的總磷含量為0.06%，總氮含量為0.043%，氮含量相對較低，且由于植物的吸收作用，自來水澆灌植物根區(qū)土壤中營養(yǎng)元素會進一步降低。污水澆灌的土壤，因生活污水富含氮磷，可為細菌提供營養(yǎng)，故其細菌種群數(shù)略高于自來水澆灌植物，可見營養(yǎng)元素對土壤中細菌群落的影響作用大于植物本身。這說明污水澆灌土壤ck2和污水處理植物根區(qū)的細菌群落與自來水澆灌植物之間發(fā)生的差異，與污水中氮、磷、有機物等營養(yǎng)物質(zhì)有關。

綜上所述，PCR-DGGE技術是研究土壤微生物的有效方法，共檢測出土壤細菌5個門類的8屬，初步探明了生活污水對土壤和濕地植物根區(qū)細菌群落造成的影響。澆灌生活污水的土壤ck2和5種植物根區(qū)的細菌群落數(shù)明顯高于自來水澆灌植物ck和試驗土壤ck1，說明生活污水明顯改變了原有土壤和濕地中的細菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性。條帶測序檢測到有與硫分解相關的硫酸鹽還原細菌、與芳香化合物降解的鞘氨醇單胞菌、與氮分解相關的黃桿菌屬及固氮細菌根瘤菌等，但由于PCR-DGGE技術的缺點[27]，試驗只測定了土壤中部分優(yōu)勢細菌群落的變化，未檢測到在污水凈化過程中發(fā)揮重要作用的反硝化細菌和氨氧化細菌，不能完全反映土壤微生物的全貌，要全面了解土壤中微生物發(fā)生的變化還有待進一步研究。

4 結(jié)論

（1）澆灌了生活污水的土壤及濕地植物，其細菌種群豐富度和群落多樣性指數(shù)高于試驗土壤和自來水澆灌植物，其中污水處理植物的最高，其次是污水澆灌的土壤和自來水澆灌植物，試驗土壤的最低。就污水澆灌土壤，自來水澆灌植物和污水處理植物分別對土壤中細菌群落的影響來看，澆灌污水的土壤和種植濕地植物均明顯改變了土壤中的細菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性，污水對土壤細菌群落多樣性的影響作用高于植物。

（2）通過對DGGE條帶回收測序檢測出土壤細菌5個大類的8屬，分別是：變形菌門的根瘤菌屬、赤桿菌屬、鞘氨醇單胞菌屬；厚壁菌門的梭菌屬、硫酸鹽還原細菌和牦牛瘤胃菌屬；放線菌門的節(jié)桿菌屬；擬桿菌門的黃桿菌屬和不可培養(yǎng)細菌，其中不可培養(yǎng)細菌和變形菌門在所有樣品中占比均較大。

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Impacts of domestic sewage on community structure and diversity of bacteria in the soil and rhizospheres of five wetland plants

LI Long-shan1,2,NI Xi-lu1,3*,LI Chang-xiao1,LI Jian1
（1.Ningxia Forestry Institute Key Laboratory of the Seedling Bioengineering,Yinchuan 750004,China;2.Ningxia Ding-Shi Bioassay Center, Yinchuan750002,China;3.YinchuanUrbanForestEcosystemResearchStationofStateForestryAdministration,Yinchuan750004,China）

The structure and diversity of bacterial communities were studied within the soil and within the rhizospheres of five wetland plants treated with tap water and sewage water using the PCR-DGGE technique.Results indicate that the dominant bacterial communities undergo a shift both within bare soil,and within the wetland plant root zone with the addition of sewage water,The bacterial community diversity index was highest within the rhizospheres of wetland plants that were treated with sewage water,followed by the soil without plants that was treated with sewage water,and then within the root zone of wetland plants immersed in tap water.The bacterial community diversity index was lowest in the un-amended experimental soil used for plant culture.The dominant phyla of the bacterial communities were analyzed by denaturing gradient gel electrophoresis（DGGE）and sequencing of partial 16S rRNA genes.There were eight genera of bacteria detected in our study overall.Within the un-amended experimental soil treatment,Rhizobium and Sphingomonas were the dominant genera;in the treatment with just soil and sewage,Sphingomonas,Rhizobium,Arthrobacter and Erythrobacter were the dominant genera;within the rootzones of the wetland plants in tap water,Flavobacterium and Arthrobacter were the dominant genera;and within the root zones of the wetland plants in sewage water,Arthrobacter,Clostridium,Sulfate-reducing bacteria,Proteiniclasticum and Flavobacterium were dominant. This study provides evidence that sewage may promote the growth of diverse microbial communities in soil and within the rhizospheres of wetland plants.

wetland plants;PCR-DGGE;edaphon;diversity

S154.3

A

1672-2043（2016）11-2163-08

10.11654/jaes.2016-0506

2016-04-13

國家國際科技合作專項項目(2015DFA90900，2011DFG32780）；國家自然科學基金項目（31660045）

李龍山（1988—），男，寧夏隆德人，碩士，主要從事人類、動植物及微生物DNA鑒定方面的研究。E-mail：bbmmw30795@163.com

*通信作者：倪細爐E-mail：nixilu110@163.com

李龍山，倪細爐，李昌曉，等.生活污水對土壤及濕地植物根際細菌群落的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2016,35（11）：2163-2170.

LI Long-shan,NI Xi-lu,LI Chang-xiao,et al.Impacts of domestic sewage on community structure and diversity of bacteria in the soil and rhizospheres of five wetland plants[J].Journal of Agro-Environment Science,2016,35（11）：2163-2170.