重庆紫色水稻土中“全程”和“半程”氨氧化微生物的垂直分异

论文摘要

【目的】系统评估全程氨氧化细菌(complete ammonia oxidizing bacteria, Comammox bacteria)、半程氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)在典型水稻土剖面的垂直分异规律。2015年发现的"全程"氨氧化细菌(Comammox Nitrospira)可将氨分子一步氧化为硝酸盐,实现硝化作用。而经典的"半程"氨氧化细菌(AOB)或古菌(AOA)将氨分子氧化为亚硝酸盐后,再由系统发育完全不同的硝化细菌将其氧化为硝酸盐。全程氨氧化细菌实现了一步硝化全过程,根本改变了学术界对2类微生物分步硝化的经典认知,但相关研究仍处于初步阶段。【方法】选择重庆北碚地区2017年典型水稻土并采集5、10、20和40 cm不同深度土壤(剖面采样点的上下误差不超过1cm),提取水稻土总DNA后,利用标靶功能基因amoA,通过实时荧光定量PCR技术分析全程氨氧化细菌(Comammox)、半程氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)在水稻土不同深度的数量变异规律。【结果】半程氨氧化细菌AOB和古菌AOA均随土壤深度增加呈显著下降趋势。然而,全程氨氧化细菌的两大类微生物则表现出相反的规律,Comammox Clade A的丰度随着土壤剖面的加深而显著增加(P<0.05),但Clade B并未有类似规律。Clade A在水稻土不同层次的土层中均比Clade B高出1个数量级,在5 cm和40 cm处的最低和最高值分别为3.42×10~7、8.46×10~7 copies/g。AOA与AOB的丰度大致相当,5cm剖面处数量最高分别为1.23×10~7、1.83×10~5copies/g,但其平均丰度远低于全程氨氧化细菌,Comammox与AOA、AOB amoA功能基因拷贝数之比为10–2000。【结论】全程氨氧化细菌(Comammox bacteria)广泛分布于水稻土不同土层中,且数量远高于"半程"氨氧化细菌和古菌,意味着Comammox可能在水稻土硝化作用中起重要作用。

论文目录

• 1 材料和方法
•   1.1 试验地概况
•   1.2 土壤样品制备与培养
•   1.3 土壤基本理化性质的测定
•   1.4 DNA的提取
•   1.5 定量PCR
•   1.6 数据处理与分析
• 2 结果和分析
•   2.1 冬水田水稻土不同剖面层次土壤基本性质
•   2.2 全程氨氧化细菌 （Comammox） 在水稻土不同层次的分布
•   2.3 氨氧化古菌 （AOA） 、氨氧化细菌 （AOB） 在水稻土不同层次的分布
•   2.4 冬水田水稻土不同剖面层次硝化过程中硝化速率
•   2.5 冬水田水稻土不同层次中土壤化学性质与硝化微生物丰度的关系
• 3 讨论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 万琪慧,王书玲,赵伟烨,马黎华,贾仲君,蒋先军

关键词: 氮循环,氨氧化微生物,硝化作用,亚硝酸细菌

来源: 微生物学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,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

基金: 国家自然科学基金项目(41671232),国家重点研发计划项目(2016TFD0300901)~~

分类号: S154.3

DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180132

页码: 291-302

总页数: 12

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