明红霞，陈泉睿,3，史银银,，苏洁，于颖，樊景凤*

( 1. 国家海洋环境监测中心 国家生态环境保护近岸海域生态环境重点实验室，辽宁 大连 116023；2. 大连海事大学 环境科学与工程学院，辽宁 大连 116026；3. 厦门大学 海洋与地球学院，福建 厦门 361005)

1 引言

氮元素作为生物体所必需的营养元素，在生态系统中发挥着不可替代的作用，是限制海洋生态系统生产力的关键因子之一[1]。氮的转化途径复杂多变，反硝化过程是全球近岸海洋沉积物氮循环脱氮的关键反应过程，异养细菌利用硝酸盐作为呼吸末端的电子受体，将海洋环境中的硝酸盐和亚硝酸盐还原为N2O 和N2两种气态产物，主导着海洋生态系统的脱氮过程，进而去除水体中的氮元素，控制富营养化发生速率[2]。主导反硝化过程的主要功能基因有：调控硝酸盐向亚硝酸盐还原的narG 基因、将亚硝酸盐还原为NO 的nirK 基因、控制NO 还原为N2O 的norB基因、使得N2O 生成N2的nosZ 基因。

Helen 等[3]从反硝化过程的角度认为，参与反硝化的还原剂至少应当能够完成NO2−到气态NO 的转化，并从中获取能量，该过程离不开亚硝酸还原酶的作用。亚硝酸还原酶将亚硝酸盐还原为绝大多数生物都不可利用的气态NO。常见的亚硝酸盐还原酶有两种，分别是由nirS 功能基因编码的细胞色素cd1 亚硝酸还原酶和由nirK 基因编码的Cu 依赖性亚硝酸还原酶，它们功能相同但结构不同[4]。通常认为nirS 型反硝化菌具有更高的基因丰度，在环境中占据了主导地位，而nirK 型反硝化菌则存在于更为广泛的微生物种群中，涵盖了更为多样的分类单元，nirK功能基因所主导的反硝化过程在环境中的地位也一直被低估[4–5]。……