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土壤生物过程研究团队对土壤硝化细菌的研究取得新认识
发布时间22-05-19 11:38:43    作者:    浏览次数: 次

全程氨氧化细菌(Comammox)的发现颠覆了一百多年以来人们对于硝化作用分别由两种微生物,即典型的氨氧化微生物(氨氧化细菌(AOA)、氨氧化古菌(AOB))与亚硝酸氧化菌(NOB)分两步协同完成的认知。已有的研究表明全程氨氧化细菌广泛分布在森林土、水稻土以及牧草地等土壤环境中,从而引发了对全程氨氧化细菌在土壤硝化作用中的功能重要性以及相对贡献的研究热潮。然而,由于受到研究方法的限制,如没有从土壤中分离的纯菌,没有理想的专性抑制剂等,使得目前的研究结果差异很大。目前报导的全程氨氧化细菌对硝化作用的相对贡献均为估算值,从5-40%均有。

众所周知,硝化作用在低温(小于4度)下几乎停止。我们分别在田间原位研究了低温与高温下,全程氨氧化细菌与典型的氨氧化微生物的丰度和活性。结果令人惊讶:在低温环境里,土壤硝化作用完全停止,典型的氨氧化微生物(古菌及细菌)活性很低,而全程氨氧化细菌却具有很高的丰度和活性;而在夏季的高温条件下,硝化作用发生强烈且快速,此时典型氨氧化微生物(AOA, AOB)与全程氨氧化细菌均表现出较高的丰度与活性。因此,相较于典型的氨氧化微生物,全程氨氧化细菌在土壤硝化作用中的贡献竟然是可以忽略的。研究结果同时说明全程氨氧化细菌比典型的氨氧化细菌和古菌更耐低温,其在低温环境下氨加氧酶(AMO)仍然具有较高的活性说明全程氨氧化细菌在低温环境中具有功能多样性。

相关研究成果近期以“Contrasting seasonal response of comammox Nitrospira and canonical ammonia oxidizers in two paddy soils”为题发表在《Soil Biology and Biochemistry》(IF=7.609)。本文第一作者为博士研究生王书玲,通讯作者为蒋先军教授。

论文DOI: 10.1016/j.soilbio.2022.108641论文全文链接

 

 (土壤生物过程研究团队 供稿)