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土壤微生物的多样性表明土壤宏基因组是一种有待探索的资源，它包括多种自然产物，这些自然产物能够提供新的催化酶和生物活性物质[25]，这些酶和生物活性物质在生物降解中都发挥着重要的作用。为了获得更多的微生物群落物种组成数据，我们采用了宏基因组学方法，相对于传统的微生物物种鉴定方法，由于宏基因组学方法不需要培养微生物并分离出单菌种，所以它能够发现并提供更多更完整的土壤微生物群落信息，而传统的微生物物种鉴定方法则需要培养并分离出单菌落，但是很多土壤微生物都无法在实验室培养[9]。有研究表明估计只有0.1-1%的微生物能够在实验室中培养[25,30]，这表明传统的微生物物种鉴定方法获得的微生物物种信息是不完整的。
有文章表明，在治理土壤多环芳烃污染以及参与多环芳烃生物降解的微生物中，细菌发挥了重要的作用[5]。一些细菌含有编码催化多环芳烃分解代谢的基因，它们可以被用来生物降解多环芳烃并治理多环芳烃污染的土壤。以往的研究已经表明在环境碳氢化合物降解中细菌是主要的降解者[11,15]，尤其是Proteobacteria该菌种，这种菌种被多次提到可能参与多环芳烃的降解 [3,5,7,14]。
因此，挑选出一些能够高效降解多环芳烃的细菌是很重要的，因为它能够在环境多环芳烃污染的治理中发挥重要的作用[8]。在本次研究中，我们运用基于SSU rRNA 基因序列物种分类方法来鉴定多环芳烃污染的底泥样品中的微生物群落及各个菌种,通过核糖体小亚基(SSU rRNA)基因能够更快更直接地区分微生物群落中的菌种[27]。与此同时，我们还运用了基于16s rRNA基因序列物种分类方法来鉴定这些微生物，和基于SSU rRNA基因序列物种分类方法作对比。16s rRNA存在于所有的细菌中，它的基因序列高度保守[2],因此被用于可培养的微生物的物种鉴定与分类[13].近年来，微生物基于16s rRNA基因序列物种分类方法已经被广泛地运用于研究多环芳烃污染的环境中的微生物群落结构[16,20,21]。
被多环芳烃污染过的土壤还是存在很多的微生物物种的。本文底泥样品中检测到的SSU rRNA基因序列隶属于50多个不同的“门”的物种，底泥微生物样品92.43%的SSU rRNA基因片段可以通过SSU rRNA 基因序列分析方法鉴定。实验表明，这项技术可以高效的获得微生物群落物种信息，因此可以被广泛的运用于微生物物种分类和物种多样性研究[27,28]。经过序列比对，基于16s rRNA基因序列的物种分析方法获得的基因序列隶属于59个不同的“门”的物种。
本文的研究目的是通过基于宏基因组学研究多环芳烃污染底泥的微生物多样性以及微生物群落中的优势菌种来筛选潜在的具有降解土壤中多环芳烃能力的细菌，并探讨运用这类细菌治理多环芳烃污染的土壤的可能性。此外，通过研究多环芳烃污染的工厂附近获得的样品底泥中的微生物群落和优势物种得到的结果可以进一步被运用到生物反应器中，增强生物反应器中微生物降解多环芳烃的能力，也为进一步的研究包括检测和鉴定多环芳烃污染的土壤中更多的具有降解多环芳烃能力的细菌和环境多环芳烃微生物降解的机制奠定基础。
1 材料与方法：
1.1 宏基因组分析
1.1.1 底泥样品采集
多环芳烃污染的底泥样品是从某化工厂附近获得，每个样品都存放在干净
的玻璃瓶中以备后续使用。
1.1.2 DNA的提取
实验采用OMEGA 公司的E.Z.N.A Soil DNA 试剂盒抽提基因组DNA。取 0.5-1.0g的底泥样品转移至2ml Ep管中，按试剂盒使用说明书的步骤加入相应试剂并完成后续操作得到干净的基因组DNA，将得到的基因组DNA转移至含有30-100μl Elution Buffer的1.5ml Ep管中，并放置在冰上以备后续使用。
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