【摘要】：在厭氧條件下,以亞硝酸鹽作為電子受體將甲烷氧化的反硝化厭氧甲烷氧化反應(yīng)(nitrite-dependent anaerobic methane-oxidizing,n-damo)的發(fā)現(xiàn),徹底顛覆了人們對(duì)甲烷循環(huán)的傳統(tǒng)理解.通過(guò)分子生物學(xué)方法及13C和15N穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù),對(duì)河北省北澧河附近的旱地農(nóng)田土壤(0~1 m)中n-damo菌的群落結(jié)構(gòu)、豐度和活性進(jìn)行了研究,深入探究了n-damo菌的亞硝酸鹽底物來(lái)源.結(jié)果顯示,n-damo菌更多存在于旱地淺層土壤中,并且隨季節(jié)變化分布在不同深度的土壤中.針對(duì)其pmo A基因的系統(tǒng)發(fā)育分析顯示,旱地土壤中n-damo菌的群落結(jié)構(gòu)具有明顯的空間異質(zhì)性,來(lái)自土壤0~20 cm和40~60 cm土層的序列完全分開(kāi),處于系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)不同分枝.針對(duì)其16S rRNA基因的實(shí)時(shí)熒光定量PCR結(jié)果顯示,n-damo菌豐度隨土壤深度的增加而降低,夏季豐度(1.44×10~4~1.02×10~5copies·g~(-1))低于冬季(3.66×104~2.67×105copies·g-1).在淺層土壤(0~20 cm)中,硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)共同為n-damo菌提供亞硝酸鹽底物來(lái)源;而在深層土壤(60~80 cm)中,亞硝酸鹽底物主要來(lái)源于硝化反應(yīng).n-damo菌的活性(0.18 nmol·g~(-1)·d~(-1),以CO_2計(jì))只能在夏季表層土壤(0~20 cm)中檢測(cè)到,其余深度均未檢測(cè)到其活性.在旱地農(nóng)田土壤中,反硝化厭氧甲烷氧化菌對(duì)農(nóng)田碳循環(huán)的影響可能不大.
[Abstract]:Under anaerobic conditions, the discovery of denitrifying anaerobic methane oxidation (nitrite-dependent anaerobic methane-oxidizing,n-damo) by nitrite as an electron acceptor completely overturned the traditional understanding of methane cycle. The community structure, abundance and activity of n-damo bacteria in dryland farmland soil (0 ~ 1 m) near Beili River in Hebei Province were studied by molecular biological method and stable isotope tracing technique of 13C and 15N. The source of nitrite substrate of n-damo bacteria was studied. The results showed that the n-damo bacteria were more present in the shallow soil of dryland and distributed in different depth with seasonal variation. Phylogenetic analysis of its pmo A gene showed that the community structure of n-damo bacteria in dryland soils had obvious spatial heterogeneity. The sequences from soil layers of 0 ~ 20 cm and 40 ~ 60 cm were completely separated and were in different branches of phylogenetic tree. The results of real-time fluorescence quantitative PCR for 16s rRNA gene showed that the abundance of n-damo bacteria decreased with the increase of soil depth, and the abundance in summer (1.44 脳 10 ~ 4) was lower than that in winter (3.66 脳 10 ~ (4) C ~ (2.67) 脳 105copies g ~ (-1), and that in summer (1.44 脳 10 ~ (4) was lower than that in winter (2.67 脳 105copies ~ (-1). Nitrification and denitrification provided nitrite substrates for n-damo bacteria in shallow soil (0 ~ 20 cm), while in deep soil (6080 cm), nitrification and denitrification provided nitrite substrates for n-damo bacteria. Nitrite substrate was mainly derived from nitrification. N-damo bacteria activity (0.18 nmol g ~ (-1) d ~ (-1), measured by CO_2) could only be detected in surface soil (0 ~ 20 cm) in summer, but no activity was detected in other depths. The effect of denitrifying anaerobic methane-oxidizing bacteria on the carbon cycle in dry land soils may not be significant.
【作者單位】： 青島理工大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院;中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心飲用水科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(No.41322012,21277156) 中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)(No.XDB15020303);中國(guó)科學(xué)院青藏高原環(huán)境變化與地表過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金(No.TEL201304);中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)資助項(xiàng)目;中國(guó)科學(xué)院飲用水科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2015年度自由研究課題(No.15Z07KLDWST) 環(huán)境模擬與污染控制國(guó)家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(No.14L01ESPC) 洪堡獎(jiǎng)學(xué)金(No.1152633)~~
【分類(lèi)號(hào)】：S154.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;加科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新甲烷氧化菌[J];中國(guó)科技獎(jiǎng)勵(lì);2007年12期

2 周葉鋒;廖曉蘭;黃璜;傅志強(qiáng);張亞;;甲烷氧化細(xì)菌氧化活性影響因素的研究[J];微生物學(xué)雜志;2008年03期

3 周琦瓊;辛嘉英;張穎鑫;董靜;宋昊;夏春谷;;甲烷氧化菌素的生物活性研究進(jìn)展[J];生物技術(shù)通訊;2009年05期

4 ;利用甲烷氧化細(xì)菌生產(chǎn)甲烷氧化菌素的方法[J];化工科技市場(chǎng);2009年10期

5 王維奇;鄂焱;廖稷;姚順;;乙炔抑制技術(shù)在濕地甲烷氧化研究中的應(yīng)用[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2010年09期

6 辛嘉英;董靜;閆超澤;喬君;梁洪野;夏春谷;;甲烷氧化菌素的產(chǎn)生和銅捕獲作用[J];中國(guó)生物工程雜志;2011年08期

7 曹亞彬;殷博;牛彥波;甄濤;吳皓瓊;郭立姝;何鑫;;甲烷氧化菌的研究進(jìn)展[J];生物技術(shù)世界;2012年06期

8 張震元;;利用甲烷氧化菌生產(chǎn)化學(xué)制品[J];微生物學(xué)雜志;1985年01期

9 鄭中華;趙樹(shù)杰;;甲烷氧化細(xì)菌的電子顯微鏡觀察[J];微生物學(xué)報(bào);1988年04期

10 趙樹(shù)杰;張玉英;鄭堅(jiān);陳景茹;陳耀初;彭莉;李皓;蔡鍵;;甲烷氧化細(xì)菌的一個(gè)新種[J];微生物學(xué)報(bào);1989年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 陳亮;趙春貴;;甲烷氧化菌甲烷氧化酶代謝甲烷活性影響因素的研究[A];泛環(huán)渤海地區(qū)九省市生物化學(xué)與分子生物學(xué)會(huì)——2011年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

2 邢新會(huì);羅明芳;吳昊;王磊;;甲烷氧化混合菌群結(jié)構(gòu)和功能解析[A];中國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)2006學(xué)術(shù)年會(huì)論文薈萃[C];2006年

3 侯玉慧;常剛;翁維正;夏文生;萬(wàn)惠霖;;鹵氧化鑭應(yīng)用于甲烷氧化偶聯(lián):納米與常規(guī)尺度比較研究[A];第十八屆全國(guó)稀土催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

4 鄭中華;;甲烷氧化細(xì)菌的冷凍蝕刻電鏡觀察[A];第五次全國(guó)電子顯微學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];1988年

5 邢志林;高艷輝;趙天濤;;甲烷氧化菌群共代謝降解TCE研究[A];2014中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)（第十、十一章）[C];2014年

6 吳昊;邢新會(huì);緱仲軒;;高密度培養(yǎng)甲烷氧化菌的研究[A];第三屆全國(guó)化學(xué)工程與生物化工年會(huì)論文摘要集（上）[C];2006年

7 王申亮;范杰;;基于噴墨打印對(duì)甲烷氧化偶聯(lián)催化劑的篩選[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第12分會(huì)：催化化學(xué)[C];2014年

8 孫思;季生福;王開(kāi);丁大為;李成岳;;甲烷氧化偶聯(lián)金屬基整體式催化劑的制備及性能研究[A];第十一屆全國(guó)青年催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2007年

9 潘登;季生福;王開(kāi);唐晶晶;;雙層床催化劑上甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)工藝研究[A];第七屆全國(guó)催化劑制備科學(xué)與技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

10 鄭勇;劉新展;張麗梅;賀紀(jì)正;;添加不同營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)水稻土甲烷氧化菌氧化CH_4能力的影響[A];2008年中國(guó)微生物學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 王壣，

本文編號(hào)：2244486