黑龍江玉米農(nóng)田氨氧化微生物豐度及分布研究.pdf

1、氨氧化過程是硝化過程中的限速步驟，在氮循環(huán)中起著至關(guān)重要的作用。氨氧化古菌（ammonia oxidizing archaea，AOA）的發(fā)現(xiàn)讓人們認(rèn)識(shí)到氨氧化細(xì)菌(ammoniaoxidizing bacteria，AOB)并不是唯一在氨氧化過程中起作用的微生物。厭氧氨氧化菌(anearobic ammonia oxidizing bacteria，anammox bacteria)能夠在缺氧或者厭氧的條件下將氨氮和亞硝酸鹽直接轉(zhuǎn)化成

2、N2，而且有文獻(xiàn)報(bào)道這類微生物在土壤環(huán)境中也是普遍存在。本課題利用克隆基因文庫(kù)、熒光定量等分子生物學(xué)技術(shù)，對(duì)黑龍江玉米農(nóng)田土壤中AOA、AOB、Anammox菌群落多樣性、系統(tǒng)發(fā)育和豐度等進(jìn)行了研究，并探索了AOA、AOB的amoA基因數(shù)量和環(huán)境因素之間的關(guān)系。
　　本次試驗(yàn)選取的樣品來自于黑龍江省農(nóng)科院某玉米試驗(yàn)農(nóng)田土壤。本次試驗(yàn)針對(duì)7個(gè)不同的氮肥施加（0-250％優(yōu)化施肥量）玉米地試驗(yàn)田的三個(gè)不同時(shí)期（5月播種期、7月生長(zhǎng)期、

3、10月收割期）進(jìn)行研究。通過熒光定量分析(RT-PCR)結(jié)果可知，各個(gè)時(shí)期、各個(gè)氮肥處理間AOA的amoA基因數(shù)量差異并不大，在1.38×108 copies/g wet soil到1.36×109 copies/g wet soil之間。對(duì)于AOB而言，各個(gè)時(shí)期差異較大，5月份樣品中AOB的amoA基因數(shù)量為2.93×105 copies/g wet soil到9.07×105 copies/g wet soil之間，而7月份樣品在8

4、.70×106 copies/g wet soil到9.01×107 copies/g wet soil之間，10月份樣品中未檢測(cè)到，說明AOB的amoA基因數(shù)量受季節(jié)影響較大。總體來看，AOA的amoA基因數(shù)量遠(yuǎn)大于AOB，是黑龍江玉米農(nóng)田土壤中的優(yōu)勢(shì)氨氧化微生物。黑龍江玉米農(nóng)田土壤樣品中都存在厭氧氨氧化細(xì)菌且其16S rRNA基因數(shù)量在1.70×105 copies/g wetsoil到6.66×106 copies/g wet s

5、oil之間，同一采樣點(diǎn)不同時(shí)期，以及同一時(shí)期不同采樣點(diǎn)間anammox細(xì)菌16S rRNA基因數(shù)量的變化并不明顯。通過冗余(redundancy analysis，RDA)分析可知，對(duì)于AOA、AOB的amoA基因豐度的影響因素并不相同，且不同時(shí)期起主要作用的環(huán)境因素也不相同。這說明AOA、AOB的amoA基因豐度受到多種因素的影響，環(huán)境條件變化對(duì)其群落分布的影響也不盡相同。本研究表明黑龍江玉米農(nóng)田土壤中AOA、AOB的amoA基因在不