多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)的植物修復(fù)依賴于根際區(qū)植物和微生物的相互作用，根際對PAHs修復(fù)的效應(yīng)歸因于根際環(huán)境可以提高土壤微生物的生物量、活性和多樣性等。學(xué)習(xí)PAHs降解的關(guān)鍵基因——雙加氧酶(RHDα)基因可以為微生物對PAHs的響應(yīng)提供理論依據(jù)，但是目前從根際效應(yīng)對微生物群落結(jié)構(gòu)、RHDα基因多樣性和表達(dá)的影響等角度來探討污染土壤修復(fù)過程中植物-微生物相互關(guān)系的學(xué)習(xí)還比較少，PAHs降解過程中微生物在根際區(qū)的響應(yīng)機(jī)制還不明確，長期的根際效應(yīng)對農(nóng)田土壤細(xì)菌的影響也是未知的。 中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)學(xué)習(xí)所土壤污染生態(tài)組博士郭美霞及其合作者，在學(xué)習(xí)員鞏宗強的帶領(lǐng)下，采用分室根箱實驗種植黑麥草，接種分枝桿菌，運用PCR-DGGE、克隆測序及定量PCR等分子學(xué)方法學(xué)習(xí)黑麥草長期的根際效應(yīng)對PAHs降解、功能性細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)、降解菌數(shù)量和RHDα基因表達(dá)的影響。結(jié)果表明土壤中富含革蘭氏陽性及陰性PAHs降解菌，RHDα基因包含nidA3、pdoA、nahAc和phnAc等；黑麥草根際區(qū)PAHs降解菌以革蘭氏陽性菌為主；黑麥草的種植在0到10天內(nèi)增加了功能細(xì)菌的多樣性，對細(xì)菌種類具有選擇性促進(jìn)作用。黑麥草和分枝桿菌作用可以通過在不同時期改變微生物群落結(jié)構(gòu)、增加細(xì)菌多樣性、刺激雙加氧酶基因的表達(dá)等方式促進(jìn)農(nóng)田土壤中PAHs的降解。該學(xué)習(xí)從分子水平深入認(rèn)識污染土壤修復(fù)過程中的植物-微生物作用關(guān)系，為黑麥草根際效應(yīng)促進(jìn)PAHs的降解提供了依據(jù)，為PAHs污染土壤的修復(fù)理論與技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)結(jié)果以Microbial mechanisms controlling the rhizosphere effect of ryegrass on degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in an aged-contaminated agricultural soil 為題發(fā)表在Soil Biology Biochemistry (doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.06.006)雜志上。 該學(xué)習(xí)得到了國家自然科學(xué)基金面上項目(41271336，41501346和41673132)及中科院沈陽生態(tài)所污染生態(tài)與環(huán)境工程重點實驗室項目(Y3ZDS111YC)的支持。