氯嘧磺隆(chlorimuron-ethyl)是被我国广泛使用的磺酰脲类除草剂之一,但是其在土壤中的半衰期较长,会对黄瓜产生药害,同时对生态环境也有潜在的危害。因此,如何有效去除氯嘧磺隆的残留毒性已成为我国亟需解决的问题。Hansschlegelia zhihauaiae S113是由本实验室分离保藏的一株磺酰脲类除草剂高效降解菌,可以有效降解氯嘧磺隆并解除其毒性。因此,本论文以Hansschlegelia zhihuaiae S113作为供试菌株,以氯嘧磺隆敏感作物黄瓜作为研究对象,研究了菌株S113对黄瓜氯嘧磺隆药害的解除效果以及对黄瓜根际中细菌群落的恢复作用,为氯嘧磺隆残留污染土壤的修复提供更多的理论依据。首先将S113菌悬液均匀拌于施有0.02和0.05 mg·kg-1干土氯嘧磺隆的土壤中,种植黄瓜幼苗进行培养,对黄瓜的各项生长指标进行了测定,14 d时发现氯嘧磺隆会对黄瓜产生明显的药害,但菌株S113对其药害有明显的解除效果。通过激光共聚焦显微镜(CLSM)观察了带有gfp基因标记的菌株S113在黄瓜根系表面的定殖情况,结果表明,菌株S113可以定殖在黄瓜根系的分生区、伸长区和成熟区。通过荧光定量PCR(qPCR)对菌株S113特有的酯酶基因sulE进行特异性扩增,定量检测了菌株S113在黄瓜根表、根际与非根际土壤中的定殖动态。结果表明,在土壤中接种终浓度为107 CFU·g-1干土的菌株S113,至少可以在黄瓜根表、根际与非根际土壤中定殖到14 d,根表定殖的菌株S113数量可达到104-105 cells·g-1根,根际土壤中定殖的菌株S113的数量可达到104-107 cells·g-1干土,比非根际土壤中稍多。然后通过水溶法提取了黄瓜根系分泌物并采用高效液相色谱法(HPLC)对其中的有机酸进行了鉴定,分析了黄瓜根系分泌物在菌株S113解除黄瓜氯嘧磺隆药害过程中的作用。结果表明,黄瓜根系分泌物可以促进菌株S113的生长及其对氯嘧磺隆的降解。氯嘧磺隆抑制黄瓜根系分泌有机酸,添加菌株S113对其有恢复作用。菌株S113对黄瓜根系分泌物及其有机酸均表现出明显的趋化响应,其中对柠檬酸的趋化响应最为强烈。同时,黄瓜根系分泌物、柠檬酸和富马酸可以显著促进菌株S113在黄瓜根表的定殖。再将S113菌悬液均匀拌于施有0.02和1 mg·kg-1干土氯嘧磺隆的土壤中,种植黄瓜幼苗进行培养,定量测定了菌株S113在0、7、14、21 d时在黄瓜根表、根际与非根际土壤中的定殖情况与氯嘧磺隆在黄瓜根际与非根际土壤中的降解动态,并通过全自动氨基酸分析仪对各处理中黄瓜根系分泌物中的氨基酸成分和含量进行了测定。结果显示,菌株S113的最适接种量为108 CFU·g-1干土,在氯嘧磺隆的存在下,其在黄瓜根表、根际与非根际土壤中均有良好的存活能力并至少可以定殖到21 d。14 d时,添加菌株S113的处理中,根际土和非根际土中的氯嘧磺隆均已检测不到。氯嘧磺隆对黄瓜根系分泌亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸均有阻碍作用,但并不能完全抑制这三种氨基酸的分泌。最后通过高通量测序进一步探究了黄瓜根际与非根际土壤中的微生态效应,结果显示,氯嘧磺隆会降低土壤中细菌群落结构的多样性和丰富度,其浓度越高,影响越大。添加菌株S113,对其群落结构有所恢复。黄瓜根际与非根际土壤中细菌群落结构存在显著差异,表明根系分泌物也是影响土壤细菌群落结构的关键因素。