發(fā)布時(shí)間：2021-08-13 15:10

　　作為土壤和廢水中常見的兩種氮素形態(tài),銨態(tài)氮（NH₄⁺）和硝態(tài)氮（NO₃^-）分別占據(jù)自然界中最低價(jià)態(tài)氮和最高價(jià)態(tài)氮的位置。微生物可通過氮循環(huán)途徑將這兩種不同價(jià)態(tài)的氮素進(jìn)行轉(zhuǎn)化,但由于自然界中的微生物群落復(fù)雜多樣,導(dǎo)致其參與的氮循環(huán)過程錯(cuò)綜復(fù)雜,目前仍有新的氮循環(huán)途徑被持續(xù)報(bào)道。此外,微生物轉(zhuǎn)化氮素過程受到眾多環(huán)境因素（如常見因素（溫度、鹽度和氮素濃度等）以及近幾年才開始關(guān)注的金屬離子和金屬氧化物納米顆粒等）的影響,不同微生物對(duì)不同環(huán)境因素的響應(yīng)機(jī)制不同。課題組前期從貴州省長(zhǎng)期淹水田中分離純化得到一株好氧耐冷菌株P(guān)seudomonas putida Y-9,并通過研究發(fā)現(xiàn)菌株Y-9好氧氨氧化過程無中間產(chǎn)物羥胺（NH₂OH）積累、好氧還原NO₃^-過程伴隨有NH₄⁺的生成,這與微生物好氧氨氧化過程一定經(jīng)過NH₂OH、微生物只在厭氧條件下進(jìn)行異化硝態(tài)氮還原成銨（DNRA）的已有研... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：134 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

微生物參與的氮循環(huán)過程（修改自Francisetal.,2007）

西南大學(xué)博士學(xué)位論文21.1.1微生物氧化銨態(tài)氮1.1.1.1氨氧化途徑已有研究發(fā)現(xiàn)，微生物可通過14個(gè)離散型的氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)換-3到+5價(jià)態(tài)之間的含氮化合物（如圖1-2）。其中，NH4+作為最低價(jià)態(tài)的氮，在自然界中很容易被微生物氧化。微生物可在厭氧條件或好氧條件下氧化NH4+，且其氧化NH4+的途徑復(fù)雜多樣。微生物在厭氧條件下氧化NH4+的途徑為厭氧氨氧化（anammox,NH4++NO2-=2H2O+N2）（Harrisetal.,2015）；在好氧條件下氧化NH4+的途徑包括短程硝化反硝化（short-cutnitrificationanddenitrification，NH4+→NH2OH→NO2-→N2）（Xieetal.,2016）、硝化（nitrification，NH4+→NH2OH→NO2-→NO3-）以及同步硝化反硝化（simultaneousnitrificationdenitrification，SND）（Lietal.,2017）。SND存在兩條氮代謝途徑，一條是NH4+→NH2OH→NO2-→NO3-→NO2-→NO→N2O→N2（ChenandNi,2012），這與自養(yǎng)硝化作用和厭氧反硝化作用的氮代謝途徑類似；另一條是NH4+→NH2OH→N2O→N2（Jooetal.,2005；Zhaoetal.,2012），其過程不會(huì)產(chǎn)生NO2-（如圖1-3）。圖1-2微生物的氮轉(zhuǎn)化途徑（修改自Kuypersetal.,2018）Fig.1-2Microbialtransformationpathwayofnitrogencompounds

西南大學(xué)博士學(xué)位論文4圖1-3微生物參與的好氧氨氧化途徑Fig.1-3Theammoniumoxidationpathwayconductedbymicroorganismunderaerobicconditions1.1.2微生物還原硝態(tài)氮1.1.2.1硝態(tài)氮還原途徑硝態(tài)氮作為最高價(jià)態(tài)的氮，在自然界中很容易被微生物還原。微生物還原NO3-的途徑包括同化作用以及異化作用（Sparacino-Watkinsetal.,2014）。關(guān)于自然界條件下和純培養(yǎng)條件下NO3-的還原途徑目前均已被大量研究，采用的技術(shù)從宏觀逐漸深入到微觀，直至分子水平（Stiefetal.,2010；Yoonetal.,2015；JiangandJiao,2016；Shanetal.,2016）。NO3-同化還原是指微生物將外界NO3-吸收進(jìn)入其體內(nèi)，并在硝酸鹽同化還原酶（Nas）作用下將NO3-還原為NO2-，生成的NO2-再在亞硝酸鹽還原酶作用下被還原為可用于合成生物大分子化合物的NH4+（Shaoetal.,2011），該過程不僅可快速去除環(huán)境中多余的NO3-，具有保氮功能，且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響（程誼等，2017）�？茖W(xué)家通過已有技術(shù)證實(shí)水體以及土壤環(huán)境中存在微生物NO3-同化作用，并初步研究不同外界條件對(duì)同化效率的影響，已有研究結(jié)果表明農(nóng)田土壤中加入特定碳源可刺激NO3-同化（Recousetal.,1990；Romeroetal.,2015），但在該過程中起作用的微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性目前尚不清楚。此外，研究學(xué)者還從基因?qū)哟蚊鞔_了不同微生物體內(nèi)編碼催化NO3-同化過程相關(guān)酶活的基因序列及其排序方式（Luque-Almagroetal.,2011；Shietal.,2014；JiangandJiao,2016）。值得注意的是，關(guān)于微生物同化過程在降低水體和土壤中NO3-濃度的作用目前尚未得到重視。NO3-的異化還原包括反硝化作用（denitrification）以及異化還原成銨作用（dissimilatorynitratereductiontoammonium，DNRA）（Suetal.,2012）。反硝化作用也稱脫氮作用，是由反硝?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]異養(yǎng)硝化細(xì)菌Pseudomonas putida YH的脫氮特性及降解動(dòng)力學(xué)[J]. 汪旭暉,楊壘,任勇翔,陳寧,肖倩,崔珅,酈丹.  環(huán)境科學(xué). 2019(04)
[2]鉀肥及與秸稈配施對(duì)紫色土作物產(chǎn)量和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 黃雪嬌,王菲,谷守寬,袁婷,金珂旭,樊馳,李振輪,王正銀.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(16)
[3]土壤pH值和含水量對(duì)土壤硝化抑制劑效果的影響（英文）[J]. 顧艷,吳良?xì)g,胡兆平.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(08)
[4]好/厭氧條件下反硝化細(xì)菌脫氮特性與功能基因[J]. 康鵬亮,陳勝男,黃廷林,張海涵,商潘路,釗珍芳,王躍,譚欣林.  環(huán)境科學(xué). 2018(08)
[5]耐冷嗜堿蒙氏假單胞菌H97的鑒定及其好氧反硝化特性[J]. 蔡茜,何騰霞,冶青,李振輪.  環(huán)境科學(xué). 2018(07)
[6]應(yīng)重視硝態(tài)氮同化過程在降低土壤硝酸鹽濃度中的作用[J]. 程誼,黃蓉,余云飛,王慎強(qiáng).  土壤學(xué)報(bào). 2017(06)
[7]游離亞硝酸（FNA）對(duì)A2O污泥菌群結(jié)構(gòu)的影響[J]. 馬琳娜,劉文龍,張瓊,彭永臻.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2017(07)
[8]Nitrate assimilation by marine heterotrophic bacteria[J]. JIANG Xue Xia,JIAO Nian Zhi.  Science China（Earth Sciences）. 2016(03)
[9]硝態(tài)氮異化還原機(jī)制及其主導(dǎo)因素研究進(jìn)展[J]. 楊杉,吳勝軍,蔡延江,周文佐,朱同彬,王雨,黃平.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(05)
[10]耐冷亞硝酸鹽型反硝化菌Pseudomonas tolaasii Y-11的鑒定及其脫氮特性[J]. 何騰霞,徐義,李振輪.  微生物學(xué)報(bào). 2015(08)

博士論文
[1]淹水土壤中硝態(tài)氮異化還原成銨過程的研究[D]. 殷士學(xué).南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2000



本文編號(hào)：3340653