毒死蜱(C9H11C13NO3PS)是一种广谱含氯有机磷杀虫剂、杀线虫剂、杀螨剂,用于各种农作物(棉花、水稻等)、草坪和观赏植物等虫害防治。根际土壤微生物群落参与土壤矿质营养转化、控制病原菌消长等,在土壤营养物质循环及维持作物正常生长中起着重要的作用。长期反复使用毒死蜱可能会威胁到根际土壤微生物群落与功能的稳定性、农业的可持续发展及人类的健康。目前针对毒死蜱对棉花根际土壤微生物群落结构、功能及棉花生长的影响方面研究还未见报道。因此,开展毒死蜱使用后对农田土壤微生物群落结构和功能及对棉花生长的研究和评估具有重要的学术价值和实践应用意义。本研究以棉花根际土壤微生物为研究对象,使用光照培养箱进行室内盆栽试验,采用高效液相色谱(HPLC)、末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)、Illumina Miseq平台及Illumina NextSeq 500平台测序等技术,分析1倍、2倍、3倍及4倍推荐剂量(5mg·kg-1)毒死蜱对棉花生长及其根际土微生物群落结构和功能的影响。结果表明,1倍、2倍、3倍及4倍推荐剂量毒死蜱在土壤中的降解半衰期分别为10.04d、11.36d、11.55d和12.16 d；第60 d时土壤中的毒死蜱平均降解率高达97%以上。土壤中施用的毒死蜱浓度越高,其降解半衰期越长。土壤中施用1倍及以上推荐剂量毒死蜱,棉花的生长显著弱于对照组；且毒死蜱浓度越高,对棉花生长的抑制作用越强。末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术分析根际土细菌发现：1倍及以上推荐剂量毒死蜱处理土壤后,前30 d棉花根际土壤细菌群落多样性显著受到抑制,第60d时基本恢复到对照组水平；毒死蜱浓度越高,细菌群落多样性恢复越缓慢。根际土细菌群落结构与对照组存在显著性差异,毒死蜱浓度越高差异越显著。TRFs物种分析发现,毒死蜱处理后部分细菌相对含量显著改变。采用Illumina Miseq平台对根际土细菌16S rRNA测序分析发现：3倍推荐剂量毒死蜱处理土壤后,第30 d时棉花根际土细菌群落多样性显著受到抑制；细菌群落结构和对照组也存在显著差异。棉花根际土优势细菌主要为Proteobacteria、Acidobacteria、 Bacteroidetes、Actinobacteria、Gemmatimonadetes、Chloroflexi等。毒死蜱处理后,具有毒死蜱降解功能的细菌如Streptomyces、Paracoccus、Flavihumibacter、Klebsiella、Bacillus cereus、Pseudomonas stutzeri等相对含量显著上调,而Methylibium、Azoarcus、Nitrospira等细菌相对含量显著下调。采用Illumina NextSeq500平台对根际土微生物总DNA测序分析发现：3倍推荐剂量毒死蜱处理土壤后,第30 d时,棉花根际土中的真菌群落显著受到影响。分析根际土微生物功能基因变化发现,毒死蜱显著影响了参与诺卡霉素A(Nocardicin A)合成的基因、链霉素合成的基因、亚硝酸还原酶(NADH)小亚基的编码基因、氧化亚氮还原酶的编码基因、铁氧还蛋白硝酸还原酶的编码基因、三价铁转运蛋白的编码基因以及氮调控应答调节蛋白的编码基因等的相对含量。毒死蜱的施入显著影响了土壤微生物中参与氮循环、抗生素合成以及铁元素调控等的相关基因的含量。本研究较系统的评价了毒死蜱对棉花根际土微生物群落结构和功能的影响。揭示了土壤中的毒死蜱对棉花根际土微生物群落结构和功能基因具有显著影响,毒死蜱对棉花的生长有直接或(和)间接的抑制作用。为毒死蜱的高效、安全使用提供了重要的信息。同时,毒死蜱对棉花根际土壤微生态环境冲击较大,应对其生态安全性予以重视。