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自養硝化微生物研究取得新進展

作者:宋檢 時間:2022-12-08 來源:互聯網

土壤中的自養硝化微生物包括氨氧化細菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)、亞硝酸鹽氧化菌(NOB)和完全硝化菌,然而,這幾種功能微生物對硝化作用的相對貢獻并不清楚,尤其是在不同的pH土壤中,其活性、豐度及群落結構是如何變化的?

 

基于此,中國科學院城市環境研究所姚槐應研究組采用13CO2標記結合同位素探針(DNA-SIP)技術,分析了不同pH梯度(3.97-7.04)的菜地土壤中AOA、AOB和NOB的活性、豐度及群落組成。結果表明,土壤中AOA的豐度要顯著高于AOB,且隨著土壤pH的提高而降低;而NOB的nxrA基因在低pH土壤中豐度*高,而nxrB基因卻在中性土壤中豐度較高。13CO2標記結果表明,在低pH土壤中(pH 3.97-6.07),13CO2主要是被AOA所同化,但是在中性土壤中(pH 7.04),AOA對13CO2的同化率明顯降低;AOB則和AOA相反,只有在中性土壤中(pH 7.04)才有少量的13CO2被同化;然而,在該試驗中沒有證據表明NOB能同化13CO2。以上結果表明,此菜地土壤的硝化作用是由AOA主導的,進一步分析其群落組成,發現有活性的AOA主要屬于Nitrososphaera屬。該研究結果證實了在酸性土壤中,AOA是硝化作用的主要驅動者,而在中性土壤中,AOA和AOB均能起作用,但活性相對較低。

 

上述研究結果以The relative contribution of nitrifiers to autotrophic nitrification across a pH-gradient in a vegetable cropped soil 為題發表于Journal of Soils and Sediments(2019,19:1416–1426)。李雅穎為**作者,姚槐應為通訊作者。

 

該研究得到國家自然科學基金(41525002,41471206)和中科院先導專項(XDB15020301)等的支持。

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