發(fā)布時間：2018-09-16 19:04

【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),徹底顛覆了人們對甲烷循環(huán)的傳統(tǒng)理解.通過分子生物學(xué)方法及13C和15N穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù),對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)、豐度和活性進行了研究,深入探究了n-damo菌的亞硝酸鹽底物來源.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,來自土壤0~20 cm和40~60 cm土層的序列完全分開,處于系統(tǒng)發(fā)育樹不同分枝.針對其16S rRNA基因的實時熒光定量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源;而在深層土壤(60~80 cm)中,亞硝酸鹽底物主要來源于硝化反應(yīng).n-damo菌的活性(0.18 nmol·g~(-1)·d~(-1),以CO_2計)只能在夏季表層土壤(0~20 cm)中檢測到,其余深度均未檢測到其活性.在旱地農(nóng)田土壤中,反硝化厭氧甲烷氧化菌對農(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)重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(No.41322012,21277156) 中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(No.XDB15020303);中國科學(xué)院青藏高原環(huán)境變化與地表過程重點實驗室開放基金(No.TEL201304);中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會資助項目;中國科學(xué)院飲用水科學(xué)與技術(shù)重點實驗室2015年度自由研究課題(No.15Z07KLDWST) 環(huán)境模擬與污染控制國家重點聯(lián)合實驗室專項經(jīng)費項目(No.14L01ESPC) 洪堡獎學(xué)金(No.1152633)~~
【分類號】：S154.3

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