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    生态环境中心发现氨氧化古菌在酸性土壤硝化作用中起主导作用
    2012-05-02 | 编辑: | 【 】【打印】【关闭

    酸性土壤(pH<5.5)在我国分布面积广泛,是我国热带亚热带粮食和经济作物的重要产地。一直以来,氨氧化细菌(AOB)被认为是土壤硝化作用的主要驱动者,但在多数酸性土壤中检测不到AOB,或发现AOB的存在与硝化作用无关,酸性土壤硝化作用的机理一直不够清楚。

    中国科学院生态环境研究中心贺纪正研究员课题组于2007年在Environmental Microbiology上首次报道了酸性土壤中存在大量氨氧化古菌(AOA),且AOA的数量与土壤硝化潜势呈显著正相关关系,该成果在国际上引起关注,被SCI期刊广泛引用。最近,他们利用稳定性同位素探针技术(SIP),结合经典的分子生态学手段,对我国强酸性土壤中的硝化作用机理开展了深入研究。

    根据氨氧化微生物氧化氨时进行化能自养生长固定CO2为碳源的牲征,研究人员在实验室微宇宙培养条件下,分别用13C-CO212C-CO2对酸性土壤进行标记培养,通过密度梯度超速离心,将结合了13C12C的微生物DNA加以分离,并对这些DNA进行分子生物学分析,发现属于奇古菌门(Thaumarchaeota)中的氨氧化古菌(AOA)能固定13CO2,且其丰度变化与活跃的氨氧化速率呈显著正相关。在代表微生物多样性组成的DGGE指纹图谱上,两个AOA类群在培养后显著增加,而相应的氨氧化细菌则变化不明显,表明AOA是该酸性土壤硝化作用的主要贡献者。

    这一发现为AOA在酸性土壤硝化作用中发挥主导作用提供了直观证据,为重新认识酸性土壤中的硝化作用机理提供了重要参考。

    该研究成果发表于5月出版的国际微生物生态学会会刊The ISME Journal(Ammonia-oxidizing archaea have more important role than ammonia-oxidizing bacteria in ammonia oxidation of strongly acidic soils. The ISME J, 6(5): 1032-1045)。奇古菌门是最近定义的一个新的古菌类群,贺纪正等在最近一期的中文期刊《微生物学报》上对奇古菌门也作了专门介绍(张丽梅和贺纪正,201252411-421)。
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