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自养硝化微生物研究取得新进展

日期:2019-06-11 人气:1730
    土壤中的自养硝化微生物包括氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)和完全硝化菌,然而,这几种功能微生物对硝化作用的相对贡献并不清楚,尤其是在不同的pH土壤中,其活性、丰度及群落结构是如何变化的?
 
    基于此,中国科学院城市环境研究所姚槐应研究组采用13CO2标记结合同位素探针(DNA-SIP)技术,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、丰度及群落组成。结果表明,土壤中AOA的丰度要显着高于AOB,且随着土壤pH的提高而降低;而NOB的nxrA基因在低pH土壤中丰度最高,而nxrB基因却在中性土壤中丰度较高。13CO2标记结果表明,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对13CO2的同化率明显降低;AOB则和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,在该试验中没有证据表明NOB能同化13CO2。以上结果表明,此菜地土壤的硝化作用是由AOA主导的,进一步分析其群落组成,发现有活性的AOA主要属于Nitrososphaera属。该研究结果证实了在酸性土壤中,AOA是硝化作用的主要驱动者,而在中性土壤中,AOA和AOB均能起作用,但活性相对较低。
 
    上述研究结果以The relative contribution of nitrifiers to autotrophic nitrification across a pH-gradient in a vegetable cropped soil 为题发表于Journal of Soils and Sediments(2019,19:1416–1426)。李雅颖为第一作者,姚槐应为通讯作者。
 
    该研究得到国家自然科学基金(41525002,41471206)和中科院先导专项(XDB15020301)等的支持。

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