稳定性同位素DNA-SIP示踪中性紫色土的氨氧化过程

稳定性同位素DNA-SIP示踪中性紫色土的氨氧化过程

论文摘要

研究表明酸性土壤中氨氧化作用主要是由氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)催化进行;而在中性和碱性土壤中则主要是由氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)主导.虽然AOA在中性土壤中具有很高的丰度,但其对硝化过程的贡献仍不清楚.因此本文选取p H为7. 2的中性紫色土为研究对象,通过稳定性同位素核酸探针技术结合克隆测序探究中性紫色土中活性氨氧化微生物群落组成.结果表明中性紫色土的净硝化速率为9. 68 mg·(kg·d)-1,AOA和AOB在中性紫色土中均有较高的丰度且共同推动硝化作用的进行.系统发育分析结果表明培养初期(0d)在数量上占优势的AOB为Nitrosospira Cluster 3a. 1,而Nitrosospira Cluster 3a. 2只占较小的一部分,经过56d的培养后Nitrosospira Cluster 3a. 2替代了Nitrosospira Cluster 3a. 1成为主导氨氧化的活性AOB.培养初期(0d)在数量上占优势的AOA是Nitrososphaera Subcluster 9,但经过培养后变为Nitrososphaera Subcluster 3. 2/3. 3.在培养期间AOA和AOB的群落结构均发生了改变.对13C标记DNA的测序分析证明AOA和AOB在硝化过程中都起着重要作用,主导氨氧化的活性AOA和AOB主要分别隶属于Nitrososphaera Subcluster 3. 2/3. 3和Nitrosospira Cluster 3a. 2.本研究明确了AOA及AOB对中性紫色土氨氧化过程的推动作用并从微生物层面探究硝化作用的发生机制,为进一步研究紫色土中硝化作用提供理论基础.

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 样地描述及样品采集
  •   1.2 土壤样品培养与测定
  •   1.3 超高速离心分层以及分层DNA的回收纯化
  •   1.4 定量PCR分析
  •   1.5 AOB和AOA amoA基因克隆测序
  •   1.6 数据分析
  • 2 结果与分析
  •   2.1 硝化活性
  •   2.2 氨氧化古菌 (AOA) 和氨氧化细菌 (AOB) 丰度
  •   2.4 氨氧化微生物群落结构分析
  • 3 讨论
  • 4结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 刘天琳,王智慧,闫小娟,赵永鹏,贾仲君,蒋先军

    关键词: 硝化作用,氨氧化微生物,多样性,休眠,群落结构

    来源: 环境科学 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学,农业科技

    专业: 生物学,环境科学与资源利用,农业基础科学,农艺学

    单位: 西南大学资源环境学院,中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室

    基金: 国家自然科学基金项目(41671232),西南大学资源环境学院光炯创新项目

    分类号: S154.3;X172

    DOI: 10.13227/j.hjkx.201811229

    页码: 2930-2938

    总页数: 9

    文件大小: 604K

    下载量: 533

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