室内粪土模型中土霉素对主要反硝化基因转录水平和菌群结构特征的影响

摘要

反硝化作用在土壤氮素循环中扮演着重要角色,而国内研究抗生素残留对反硝化作用的报道仍然较少.本实验通过构建室内抗生素-粪便-土壤模型,以研究空白组(0μg·kg-1)、低浓度组(20μg·kg-1)、中浓度组(200μg·kg-1)和高浓度组(2000μg·kg-1)土霉素对施加鸡粪后土壤中反硝化作用的影响.利用荧光定量PCR(qPCR)和限制性末端片段长度多态性(T-RFLP)方法分析反硝化基因(nirS、nirK、narG和nosZ)的响应特征及反硝化菌群结构特点.qPCR定量结果表明低、中浓度土霉素对携带nirS、nirK基因的菌群有促进作用,而高浓度组则表现为抑制作用,而携带nosZ基因的菌群对土霉素的胁迫反应较迟钝.T-RFLP结果显示不同浓度土霉素并没有改变携带nirS基因和nosZ基因的优势菌群结构,而随着暴露时间的延长,携带nirS基因的反硝化优势片段在第30～60天之间发生了变化.这些结果表明不同浓度土霉素可以影响反硝化菌群丰度,但是却无法影响优势菌群,而土壤中其他因素可能对优势菌群的影响更大.