马茹霞，晏磊，王国兴，王长虹，贾军，邓兵，沈婷婷，王伟东

（1.黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院，大庆 163319；2.上海岩土工程勘察设计研究院有限公司）

硝化作用在地球的氮素循环过程中起重要的作用，其主要包括两个步骤，第一步通过氨氧化菌将氨氧化为亚硝酸盐，第二步通过亚硝酸盐氧化菌将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。其中，氨氧化细菌（Ammoniaoxidizing bacteria，AOB）介导的氨氧化作用是其限速步骤，主要由属于变形杆菌门的β-亚纲和γ-亚纲的氨氧化菌来完成[1]。AOB进行的氨氧化作用是由氨单加氧酶（ammoniamonooxygenase，AMO）催化的，编码AMO的基因（amo A，amo B和amo C）分别编码其3个亚基[2]。1997年，Rotthauwe首次使用amo A-PCR方法研究了自养氨氧化细菌群落结构[3]，此后，amo A基因被广泛运用于各种生态系统中自养氨氧化细菌的群落结构研究[3]。有研究发现 Nitrosomonas sp.和Nitrosospira sp.为一些堆肥过程中的关键AOB菌群[4]，由于Nitrosospira sp.生长速度较慢，目前在活性污泥中很少检测到[5]。研究发现，在海洋和陆地环境的一些嗜温和嗜热古菌中也含有amo A基因的同系物，并且能催化氨氧化反应[6-7]，这一发现将参与氮素循环的微生物扩展到了古菌领域。进一步研究表明，海洋中AOA的数量占了整个微生物数量的39%，这些AOA很有可能在海洋环境的硝化作用中起着重要的作用[8-9]。近期，第一株 AOA-Nitrosopumilu smaritimus的成功培养以及古菌amo A基因的mRNA对氨盐添加的响应[6]，强有力地证实了AOA在自然界中的真实存在。到目前为止，富集培养AOA已有4种Nitrosopumilu smaritimus[6]、Cenarchaeumsymbiosum[10]、Nitrososphaera gargensis[11]和 Nitrosocaldus yellowstonii[7]。最近，大量的研究发现属于泉古菌门的AOA也能氧化氨，广泛分布于土壤、河口沉积物、牛粪堆肥及污水处理厂等环境中[12]，自然界中AOA的多样性和功能研究迅速成为新的研究热点。……