遼河口沉積物中氨氧化微生物多樣性和硝化作用研究.pdf

1、硝化作用是氮的生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程的中心環(huán)節(jié)，氨氧化作用是硝化作用中的第一個(gè)步驟，同時(shí)也是限速步驟。氨氧化微生物在河口氨氧化過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。于2014年5月在遼河口采集沉積物樣品，并對(duì)其中的氨氧化微生物展開(kāi)研究。以amoA基因作為分子標(biāo)記，本研究采用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)和Miseq高通量測(cè)序技術(shù)測(cè)定了遼河口沉積物中氨氧化細(xì)菌的豐度和多樣性以及氨氧化古菌的多樣性。此外，還通過(guò)泥漿培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)對(duì)沉積物中的潛在硝化速率進(jìn)行了測(cè)定。
　　

2、本研究主要內(nèi)容包括：⑴潛在硝化速率結(jié)果表明：上層沉積物中的硝化速率要高于下層沉積物中硝化速率，硝化速率的變化范圍為0.4-336.8 nmol N g-1 day-1；河口向海方向硝化速率值呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，說(shuō)明本研究區(qū)域內(nèi)硝化潛勢(shì)在高鹽環(huán)境要高于較低鹽度的河口環(huán)境。⑵實(shí)時(shí)定量PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：遼河口研究區(qū)域內(nèi)，沉積物中氨氧化細(xì)菌amoA基因豐度的變化范圍在8.54×104~5.85×106 copies g-1之間。各站位上層(0-2

3、cm)樣品中amoA基因豐度要高于下層(2-4cm)樣品，河口向海方向氨氧化細(xì)菌豐度呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)。這與河口沉積物中的潛在硝化速率變化情況相一致，表明氨氧化細(xì)菌可能在遼河口硝化過(guò)程中起著重要的作用。⑶氨氧化細(xì)菌豐富度指數(shù)的變化趨勢(shì)為河口向海方向逐漸下降，均勻度指數(shù)的變化趨勢(shì)也大致與豐富度指數(shù)的變化一致。氨氧化細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育分析表明：本實(shí)驗(yàn)中獲得的氨氧化細(xì)菌amoA基因序列隸屬于亞硝化單胞菌屬和亞硝化螺菌屬。大部分 OTU序列隸屬于 Ni

4、trosomonas marina， Nitrosomonas aestuarii和 Nitrosomonas-like lineage，部分 OTU序列屬于 Nitrosospira lineage。亞硝化單胞菌屬在獲得序列占優(yōu)勢(shì)，又由于硝化潛勢(shì)高的站位主要由亞硝化單胞菌屬構(gòu)成，因而亞硝化單胞菌屬可能在遼河口沉積物中的硝化過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。⑷氨氧化古菌系統(tǒng)發(fā)育分析表明:氨氧化古菌序列主要隸屬于 Nitrososphaera， Ca