张志忠,程德玺,廖明军,汪淑廉,李 祝*

武汉东湖沉积物好氧氨氧化微生物时空分布

张志忠1,2,程德玺1,廖明军1,2,汪淑廉1,李 祝1,2*

(1.湖北工业大学土木建筑与环境学院,湖北 武汉 430068；2.河湖生态修复及藻类利用湖北省重点实验室,湖北 武汉 430068)

采用实时荧光定量PCR(qPCR)技术,测定了武汉东湖沉积物中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)氨单加氧酶基因()的丰度,并结合沉积物水体环境中各形态氮素的含量,分析氮素含量对AOA和AOB的时空分布的影响.结果显示, AOA基因丰度大于AOB基因丰度,表明AOA对氨氧化过程的贡献较大.同时,AOA和AOB基因丰度都随深度增加而降低.此外,间隙水的总氮、氨氮、硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮浓度分别为6.28~33.56、2.71~22.7、0.12~0.98、0.01~0.13mg/L;上覆水的总氮、氨氮、硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮平均浓度分别为1.68,0.79,0.16,0.04mg/L;表层水的总氮、氨氮、硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮平均浓度分别为1.34,0.62,0.11,0.03mg/L,表明东湖东湖沉积物相对于水体呈营养盐可释放状态.相关性分析表明:AOA基因丰度与间隙水氨氮和亚硝酸盐氮浓度呈显著正相关(<0.05),AOB基因丰度与间隙水亚硝酸盐氮(NO2--N)浓度呈显著正相关(<0.05).

实时荧光定量PCR；沉积物；氨氧化古菌；氨氧化细菌；丰度

沉积物作为湖泊水体中氮的重要“源”和“汇”,是水体中氮的主要贡献者[1-2].栖息于沉积物中的部分微生物通过参与氮循环过程,包括氮的固定、硝化作用、反硝化作用和氨氧化作用[3],促进氮的转化.其中氨氧化作用作为硝化作用的首要环节,是硝化过程的关键限速反应[4].氨氧化作用的速率取决于氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的丰度[5].而AOA与AOB在不同的……