采用BIOLOG、PLFA和16S rDNA等多种生化与分子技术,结合传统的菌落培养、分离和鉴定技术,研究土壤细菌群落、可培养细菌、未知菌群落及其多样性对农药污染胁迫的反应;分析农药污染下细菌群落结构、功能和分子遗传多样性的季节性差异;明确不同种类农药污染间影响细菌多样性的分子特征及其差异;确定主导农药污染下土壤细菌多样性变化的类群及其特征分子标记物;分离并鉴定农药污染下土壤细菌群落的优势物种DNA序列。这不仅可促进微生物群落多样性的分子度量的发展,也有利于化学污染胁迫下环境安全评价研究的深入开展。
利用生化、生理和分子方法研究了草甘膦、硫酸铜和甲胺磷处理后半年和一年后对土壤微生物群落多样性影响的机制。结果表明,土壤微生物群落对低浓度污染有较快的适应性,对高浓度适应较慢。土壤理化性质分析显示施用高浓度草甘膦和甲胺磷显著提高了土壤中微生物碳量,增幅分别达到40.0%和51.8%;低浓度则没有显著影响。BIOLOG研究表明,农药处理具有使土壤革兰氏阴性细菌群落多样性提高,而使阳性菌下降的趋势,表明革兰氏阴性菌对农药污染的适应性均高于阳性菌。PLFA结果显示农药污染使土壤微生物群落中的细菌显著增加并成为优势类群。三种农药处理使Fungal/Bacteria PLFA与对照相比降低了38.8%~67.5%。16S rDNA-DGGE分析表明,低浓度农药处理表现出轻微的胁迫,微生物多样性和丰度比对照低,而高浓度处理胁迫,微生物多样性和丰度严重减少;硫酸铜与对照相比则无明显影响;测序结果显示不可培养细菌占土壤细菌总数的89.8%,居于主导地位。Real time-PCR分析表明,农药处理诱导土壤微生物表达了抗性基因,基因的表达水平与农药处理的浓度紧密相关。