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厭氧鐵氨氧化反應在南方濕地生態系統中的分布及其對氨氧化的影響
撰寫時間:2019/03/12文章來源:城市生態環境研究中心(內地與港澳環境合作研究中心)

    厭氧鐵氨氧化反應是一種新發現的氮循環途徑,它是以三價鐵作為電子受體,氨作為電子供體,在缺氧條件下完成氨氧化生成亞硝酸鹽的過程。本項目一方面富集并分析厭氧鐵氨氧化細菌,另一方面擴大采樣區域,在礦山區域、河流沉積物、水稻土、人工濕地、種植菜地、電子拆解園等土壤采樣,通過培養實驗、高通量測序、分子生物學分析等手段,在kingdom,phylum,class,order,family,genus,species等各水平上分析微生物細菌群落結構組成,逐一分析厭氧鐵氨氧化細菌與其它氮轉化細菌之間的競爭與合作關系,并評價了厭氧鐵氨氧化的重要性。結果表明:(1)經過培養,大寶山厭氧鐵氨氧化細菌得到富集,其所在的class水平Acidobacteria菌落所占百分比由原來0.058%上升至3.583%;電鏡顯示厭氧鐵氨氧化菌為桿狀菌。(2)在城市河流沉積物中,微生物在夏季活性高于冬季,且硝化細菌和反硝化細菌都受附近農業活動的影響。(3)在礦山區域、水稻土、人工濕地、種植菜地、電子拆解園等土壤類型采樣,厭氧鐵氨氧化細菌所在的order水平unidentified_Acidimicrobiia所占比例為0.03%-1.46%,其中在礦山森林土的森林土或菜地土比例更高。(4)進一步對比(3)中genus水平上各類生態系統中微生物群落,尤其是各類硝化細菌的種類和數量比(好氧氨氧化菌,好氧氨氧化古菌,厭氧氨氧化菌,厭氧鐵氨氧化菌,好氧亞硝酸鹽氧化菌),各類氨氧化細菌占所有細菌比例的0.13%-1.46%,好氧亞硝酸鹽氧化菌占所有細菌比例0.05%-0.89%;其中厭氧鐵氨氧化細菌一般占到各類氨氧化細菌總和的3%-10%;值得注意的是,高的厭氧鐵氨氧化細菌群落出現在電子拆解園旁的菜地土(23.96%)和廣西礦區外菜地99.29%),這顯示了厭氧鐵氨氧化細菌更為適應含重金屬環境。本項目初步研究了厭氧鐵氨氧化細菌在不同生態系統中的分布,初步評估了它在這幾類生態系統中的地位,并初步分析了它所在的微生物菌落的組成。

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