北京松山林地nirK型反硝化微生物群落立地及林型效应 被引量：1

1

作者 祝琳 聂立水 +10 位作者 史策 黄梦遥 牛鑫 张润哲 张兆德 魏一凡 王登芝 杨昊 聂浩亮 王江 薄慧娟 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期139-150,共12页

[目的]探究北京松山林地土壤nirK型反硝化微生物群落特征及影响因子,为华北暖温带森林土壤生态系统氮循环过程和环境变化提供依据。[方法]在北京松山国家级自然保护区选择油松林、山杨林、蒙古栎林3种典型林型,分别设置3块(20 m×20... [目的]探究北京松山林地土壤nirK型反硝化微生物群落特征及影响因子,为华北暖温带森林土壤生态系统氮循环过程和环境变化提供依据。[方法]在北京松山国家级自然保护区选择油松林、山杨林、蒙古栎林3种典型林型,分别设置3块(20 m×20 m)标准地进行调查,采集0~20 cm表层混合土样,分析土壤性质并提取土壤微生物总DNA,PCR扩增反硝化过程关键酶亚硝酸盐还原酶的编码基因nirK片段,采用第2代高通量测序分析不同林型土壤nirK型反硝化微生物群落组成和多样性,探究林型和土壤性质对反硝化微生物群落特性的影响。[结果]1)从油松林、山杨林和蒙古栎林9个土壤样本中共得到nirK基因有效序列993 401条、优质序列770 328条。3种林型土壤nirK基因共检测出7门78属,在已鉴定的微生物中各林型优势菌为变形菌门,其相对丰度在3种林型中均达50%,在油松林中最高为58.2%;优势属主要为慢生根瘤菌属、中生根瘤菌属和红假单胞菌属,总相对丰度达50%以上,其中核心菌属为慢生根瘤菌属。2) nirK型反硝化微生物α多样性分析显示,油松林Shannon(7.59±0.56)、 Simpson(0.98±0.01)、 Chao1(2 164.24±214.08)指数均显著高于山杨林(5.23±0.26、 0.89±0.02、1 650.56±136.69)和蒙古栎林(5.76±0.38、 0.93±0.02、 1 621.36±156.70)(P<0.05)。基于Bray-Curtis距离算法并采用PCoA分析显示,不同林型土壤反硝化微生物群落组间差异大于组内。3)林分因子、土壤性质与土壤反硝化微生物的冗余分析结果表明,土壤碱解氮、硝态氮和有机质等土壤性质是影响nirK型反硝化微生物群落组成的关键因子(P<0.05)。[结论]北京松山油松林、山杨林和蒙古栎林土壤nirK型反硝化微生物群落组成、多样性存在明显差异,林型与碱解氮、硝态氮和有机质等土壤性质是影响土壤nirK型反硝化微生物群落特征的重要因素。 展开更多

关键词 华北暖温带 林型 nirK基因 反硝化微生物 微生物群落组成 微生物群落多样性

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不同水分含量下黑土硝化反硝化微生物群落结构的变化 被引量：6

2

作者 丛兢兢 马君玲 +5 位作者 李顺和 高威 鲍雪莲 朱雪峰 解宏图 王连峰 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1400-1410,共11页

【目的】阐明土壤水分含量的变化对土壤硝化与反硝化微生物数量的影响,揭示土壤微生物群落结构对土壤水分含量的响应规律,为黑土区农田合理水分管理提供参考。【方法】依托长期定位试验平台,采集典型黑土区表层土壤样品进行室内微宇宙试... 【目的】阐明土壤水分含量的变化对土壤硝化与反硝化微生物数量的影响,揭示土壤微生物群落结构对土壤水分含量的响应规律,为黑土区农田合理水分管理提供参考。【方法】依托长期定位试验平台,采集典型黑土区表层土壤样品进行室内微宇宙试验,设置4个土壤水分含量梯度(40%WHC、60%WHC、80%WHC和100%WHC)模拟土壤湿度环境,土壤样品在(25±1)℃下连续培养7天后,采用实时荧光定量q-PCR和高通量测序技术,分析黑土硝化与反硝化微生物数量,揭示不同土壤水分含量下黑土微生物群落结构的变化规律。【结果】土壤水分对农田黑土硝化与反硝化微生物数量影响显著。硝化微生物AOA基因拷贝数在60%WHC下最低,随着土壤水分含量的升高而显著增加(P<0.05)。AOB基因拷贝数变化随土壤水分状况的变化由多到少依次为100%WHC、60%WHC、80%WHC和40%WHC。反硝化微生物nirS和nosZ基因拷贝数均随土壤含水量的升高而增加,在土壤含水量为100%WHC条件下均达到最高值,分别是40%WHC条件下的38和2.7倍。高通量测序及分析结果表明,不同土壤水分状况下土壤微生物群落结构发生明显分异,微生物物种组间差异分析发现,不同土壤水分状况微生物群落组成差异显著,80%WHC处理条件下土壤微生物群落的物种丰富度和多样性较高,而100%WHC处理条件下土壤微生物群落的多样性较低。低土壤水分(40%WHC和60%WHC)状况下土壤中的优势微生物属为难培养的RB41和硝化螺菌(Nitrospira),高土壤水分(80%WHC和100%WHC)状况下为根瘤杆菌(Rhizobacter)、假单胞菌(Pseudomonas)和黄色土源菌(Flavisolibacter)。土壤水分含量与优势微生物类群的相关分析结果表明,变形菌门(Proteobacteria)与土壤水分含量呈现极强的正相关关系,根瘤杆菌属和假单胞菌属与土壤水分含量呈显著正相关关系。【结论】较低的土壤水分含量增加硝化微生物丰度,而较高特别是饱和土壤水分状况下可显著提高反硝化微生物nirS和nosZ的丰度,土壤水分含量的升高通过增加反硝化nosZ相关微生物的丰度进一步促进N2O还原成N2。土壤水分含量改变了农田黑土的优势微生物类群。硝化螺菌属与土壤水分含量呈现负相关关系,而根瘤杆菌属和假单胞菌属则与土壤水分含量呈现极强的正相关关系,在高土壤水分含量条件下反硝化作用被进一步促进。 展开更多

关键词 黑土 水分含量 实时荧光定量q-PCR 高通量测序 硝化微生物 反硝化微生物

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土壤生态系统硝化微生物研究进展 被引量：13

3

作者 杨赛 朱琳 魏巍 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1-10,共10页

微生物主导的硝化作用是生态系统中氮素循环的关键过程,其不仅与酸雨、温室气体、水体富营养化等环境问题的发生有关,还作用于土壤中氮素营养的转化,与人类生产生活密切相关。土壤生态系统中进行硝化作用的微生物包括细菌、古细菌、真... 微生物主导的硝化作用是生态系统中氮素循环的关键过程,其不仅与酸雨、温室气体、水体富营养化等环境问题的发生有关,还作用于土壤中氮素营养的转化,与人类生产生活密切相关。土壤生态系统中进行硝化作用的微生物包括细菌、古细菌、真菌等。这些微生物根据自身能量代谢类型的不同,利用不同的生物酶进行着不同机制的硝化作用。本文综述了目前已报道的生态系统中进行自养(经典自养硝化和全程氨氧化)和异养硝化作用的微生物类群、硝化作用关键酶及其编码基因类型、其在生态系统中多样的分布特征,以及其前沿的分子生态学研究方法。同时对不同类型硝化微生物类群今后的研究热点提出了展望,以期为系统地研究土壤生态系统中硝化微生物提供参考。 展开更多

关键词 硝化作用 经典自养硝化微生物 全程氨氧化微生物 异养硝化微生物 分子生态学

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反硝化微生物在污水脱氮中的研究及应用进展 被引量：76

4

作者 肖晶晶 郭萍 +2 位作者 霍炜洁 于江 朱昌雄 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期97-102,共6页

农药和化肥流失、养殖废水、生活污水等均会引起水体的氮污染。反硝化微生物在污染水体脱氮修复中起重要作用,它可将水体中的亚硝酸盐氮或硝酸盐氮还原为N2,排入大气,从而降低污染水体中含氮污染物的浓度,改善水质。因此,对反硝化微生... 农药和化肥流失、养殖废水、生活污水等均会引起水体的氮污染。反硝化微生物在污染水体脱氮修复中起重要作用,它可将水体中的亚硝酸盐氮或硝酸盐氮还原为N2,排入大气,从而降低污染水体中含氮污染物的浓度,改善水质。因此,对反硝化微生物进行研究有重要的意义。文章从功能特性、典型菌株、反硝化酶系等方面对反硝化微生物及其作用机制进行了论述,对其在污水脱氮方面的研究及应用进展做了较为详细的介绍,最后阐明了目前存在的问题和发展趋势。 展开更多

关键词 反硝化微生物 功能特性 典型菌株 反硝化酶系 存在问题

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反硝化微生物分子生态学技术及相关研究进展 被引量：13

5

作者 孙建光 高俊莲 +2 位作者 马晓彤 徐晶 姜瑞波 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期7-12,共6页

反硝化是微生物以氮氧化物作为电子受体产生能量的过程。由微生物推动的反硝化使地球生物圈中被固定的氮素重新回到大气中去,从而实现整个自然界的氮素循环。反硝化作用与人类的生产、生活密切相关,它能使江河湖海脱除氮素富营养化而得... 反硝化是微生物以氮氧化物作为电子受体产生能量的过程。由微生物推动的反硝化使地球生物圈中被固定的氮素重新回到大气中去,从而实现整个自然界的氮素循环。反硝化作用与人类的生产、生活密切相关,它能使江河湖海脱除氮素富营养化而得以净化,也能使农田氮肥反硝化流失造成重大经济损失。多年来,基于培养技术的传统微生物研究方法很难了解环境中的反硝化微生物,因为人们目前能够培养的微生物不足环境微生物总量的3%。近年来,分子生物学和现代生物技术的迅猛发展极大地推动了环境微生物学的发展,人们可以直接提取环境DNA、通过分子标记和多种技术研究环境微生物。本文综述了环境反硝化微生物的分子生态学研究技术及国内外相关领域的研究进展。 展开更多

关键词 反硝化微生物 分子生态学 分子标记 研究进展

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碳源及碳氮比对异养反硝化微生物异养反硝化作用的影响 被引量：39

6

作者 傅利剑 郭丹钊 +1 位作者 史春龙 黄为一 《农村生态环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2005年第2期42-45,共4页

碳源(甘油和柠檬酸钠)及碳氮比对纯培养的异养反硝化菌HP1 (Pseudomonasalcaligenes)异养反硝化能力影响的试验表明,碳源种类对硝酸还原酶活性没有明显影响,对氧化亚氮还原酶活性有影响。批式培养方式下最适C/N为8,菌株HP1可以利用NO-3... 碳源(甘油和柠檬酸钠)及碳氮比对纯培养的异养反硝化菌HP1 (Pseudomonasalcaligenes)异养反硝化能力影响的试验表明,碳源种类对硝酸还原酶活性没有明显影响,对氧化亚氮还原酶活性有影响。批式培养方式下最适C/N为8,菌株HP1可以利用NO-3 作为唯一氮源进行反硝化作用,证明HP1至少有2种硝酸还原途径。连续培养方式下温度对菌株HP1异养反硝化作用中间产物的积累有影响,不同C/N时均有NH+4 积累,C/N为3时还有NO-2 的积累。 展开更多

关键词 异养反硝化微生物 反硝化作用 碳源 C/N

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分子生态学技术用于反硝化微生物群落研究的进展 被引量：6

7

作者 张盛博 何小娟 +1 位作者 吴海露 王欣泽 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期120-126,共7页

反硝化微生物是地球氮循环的主要参与者,利用反硝化酶的编码基因,结合现代分子生态学技术,已成为研究环境中反硝化微生物的主要方法。该文介绍了传统的测序技术和新兴高通量测序技术的优缺点,综述了运用分子生态学技术对反硝化微生物开... 反硝化微生物是地球氮循环的主要参与者,利用反硝化酶的编码基因,结合现代分子生态学技术,已成为研究环境中反硝化微生物的主要方法。该文介绍了传统的测序技术和新兴高通量测序技术的优缺点,综述了运用分子生态学技术对反硝化微生物开展研究的情况,也对未来分子生态学技术及其在反硝化微生物识别和反硝化作用机理方面的研究进行了展望。 展开更多

关键词 反硝化微生物 功能基因 分子生态学

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环境中的反硝化微生物种群结构和功能研究进展 被引量：18

8

作者 王莹 胡春胜 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1378-1384,共7页

反硝化作用是生态系统氮循环的重要组成部分,与地下水硝酸盐累积和温室气体排放密切相关。种类繁多的细菌、真菌和古菌参与反硝化过程,并在调控反硝化速率和反硝化气体产物比例等方面发挥重要作用。反硝化微生物的种群结构是一系列环境... 反硝化作用是生态系统氮循环的重要组成部分,与地下水硝酸盐累积和温室气体排放密切相关。种类繁多的细菌、真菌和古菌参与反硝化过程,并在调控反硝化速率和反硝化气体产物比例等方面发挥重要作用。反硝化微生物的种群结构是一系列环境影响因素长期作用的结果,反硝化微生物种群对温度、水分、pH、O2含量、资源可利用性和植被类型等因素产生不同的响应。环境因素通过对反硝化微生物的影响来调控反硝化速率和反硝化酶的生成。分子技术的应用为自然环境中反硝化微生物的研究开辟了广阔前景,并为进一步认识反硝化微生物种群结构和功能的相互关系提供了新的发展方向。本文总结了关于环境中反硝化微生物种群的研究结果,并为进一步研究反硝化微生物种群结构和功能的联系提供了总体框架。 展开更多

关键词 反硝化过程 反硝化微生物 微生物种群结构 功能基因 分子技术

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模拟水位下降与刈割对高寒湿地土壤氨氧化与反硝化微生物的影响 被引量：3

9

作者 孙翼飞 沈菊培 +2 位作者 张翠景 孙书存 贺纪正 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2356-2364,共9页

湿地土壤是温室气体重要的源和汇,认识湿地生态系统氮循环过程有助于预测氮循环对未来气候变化的响应与反馈机制。为探讨硝化作用和反硝化作用对土壤水位变化和刈割的响应机制,依托于2013年在青藏高原东部若尔盖泥炭地南部湿地设置的野... 湿地土壤是温室气体重要的源和汇,认识湿地生态系统氮循环过程有助于预测氮循环对未来气候变化的响应与反馈机制。为探讨硝化作用和反硝化作用对土壤水位变化和刈割的响应机制,依托于2013年在青藏高原东部若尔盖泥炭地南部湿地设置的野外实验,通过在样地周围挖掘不同深度的排水沟模拟水位下降,结合刈割处理,研究水位下降和刈割对泥炭地土壤氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)、氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和反硝化细菌(Denitrifying bacteria)丰度的影响。2014年7月取样分析结果表明:水位下降显著降低土壤含水量,水位下降与刈割均显著降低土壤呼吸;氨氧化及反硝化微生物功能基因丰度在各处理间无显著差异,但刈割及其与水位下降的交互作用显著影响AOA-amo A与AOB-amo A基因丰度比。刈割处理显著增加AOB-amo A基因相对丰度,但对AOA-amo A基因丰度无显著影响,揭示AOB可能在湿地土壤硝化过程中占主导地位。土壤nir S基因丰度显著高于nir K基因,表明nir S基因对水位下降及刈割的响应更为敏感。随着土壤水位的下降,刈割促进了由AOB主导的氨氧化过程,而反硝化微生物丰度的增加削减了氨氧化产物硝酸盐的积累,继而降低了土壤硝酸盐含量。 展开更多

关键词 水位下降 氨氧化细菌 氨氧化古菌 反硝化微生物 若尔盖湿地

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珠江口表层沉积物nirS型反硝化微生物多样性 被引量：5

10

作者 高志强 朱玲 +3 位作者 朱伟 柳淑芳 范艳君 庄志猛 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1114-1121,共8页

本研究以nirS基因为分子标记,将PCR、克隆文库构建与测序和典范对应分析相结合,对珠江口表层沉积物nirS型反硝化微生物的群落多样性进行了研究。3个站位共获得180个nirS基因克隆子,隶属于62个OTUs,氨基酸序列的相似性在50%—100%之间。... 本研究以nirS基因为分子标记,将PCR、克隆文库构建与测序和典范对应分析相结合,对珠江口表层沉积物nirS型反硝化微生物的群落多样性进行了研究。3个站位共获得180个nirS基因克隆子,隶属于62个OTUs,氨基酸序列的相似性在50%—100%之间。各站位OTU分布格局差异明显,范围在19—33之间,表现出高度的多样性。系统进化分析表明,62个OTUs形成了5个类群,分别与河口、海洋沉积物、海岸养殖排放废水、富营养化海湾及海水养殖沉积物等的反硝化微生物聚类在一起,表明珠江口作为海淡水交汇区具有独特的反硝化微生物群落分布格局,同时也指示了珠江口氮污染及富营养化程度。典范对应分析结果表明,盐度、氮相关营养盐水平(PON/TN、NH4-N、NO-N和NO-N)可能是影响其分布格局的重要因素。 展开更多

关键词 nirS基因 反硝化微生物 多样性 沉积物 珠江口

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异养硝化微生物的分子生物学研究进展 被引量：13

11

作者 王一明 彭光浩 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期378-386,407,共10页

硝化作用是自然界N素循环的一个重要环节,对于农业生产、环境保护等都具有重要意义。除了传统上认为的自养硝化细菌以外,近几十年来已发现很多异养微生物和甲烷营养细菌可以进行硝化作用。现就异养硝化微生物的分子生物学研究作一综述。

关键词 硝化作用 异养硝化微生物 分子生物学

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设施菜地种植年限对土壤nosZ型反硝化微生物群落结构和丰度的影响 被引量：4

12

作者 王喜英 赵辉 +1 位作者 谭智勇 余高 《江苏农业科学》 北大核心 2022年第9期240-247,共8页

反硝化微生物在土壤氮素损失和温室气体转化方面具有重要的作用,研究设施菜地土壤反硝化微生物群落结构和数量变化,对评价设施菜地长期种植土壤质量状况和提高氮转化认知水平具有重要意义。应用荧光定量PCR和Illumina Miseq高通量测序技... 反硝化微生物在土壤氮素损失和温室气体转化方面具有重要的作用,研究设施菜地土壤反硝化微生物群落结构和数量变化,对评价设施菜地长期种植土壤质量状况和提高氮转化认知水平具有重要意义。应用荧光定量PCR和Illumina Miseq高通量测序技术,以nosZ基因为靶标,研究设施菜地种植3、5、7年和露天菜地(CK)对土壤反硝化微生物群落结构和数量的影响。结果表明:露天菜地(CK)nosZ基因丰度显著高于其他处理,分别是3、5、7年的1.32倍、1.45倍和1.69倍。随种植年限延长,nosZ基因丰度逐渐降低。不同处理土壤反硝化微生物群落α多样性指数差异显著,α多样性指数随种植年限延长逐渐降低,且露天菜地(CK)的Chao1指数和ACE指数最高。门水平上优势类群为变形菌门;属水平上优势类群为慢生根瘤菌属和无色杆菌属;变形菌门和慢生根瘤菌属相对丰度随设施种植年限延长逐渐降低。主成分分析(PCA)结果表明,随种植年限延长nosZ群落结构差异较大;其中3年和5年群落结构相似,7、3、5年群落结构差异较大。土壤速效钾、铵态氮和硝态氮含量是nosZ型反硝化微生物数量、α多样性和群落结构的主要影响因素。综上可知,设施菜地长期种植显著降低了nosZ型反硝化微生物数量,并对群落结构有显著影响。 展开更多

关键词 设施菜地 种植年限 反硝化微生物 nosZ基因 群落结构

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4种矿物质载体对硝化微生物富集培养的影响 被引量：1

13

作者 杨帆 邓学智 +2 位作者 刘佳 徐爱玲 宋志文 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期27-33,共7页

硝化微生物具有附着生长的特性,载体筛选是其高效富集培养的关键。该研究选取钠基膨润土、钙基膨润土、碳酸钙和硅藻土共4种矿物质作为载体进行硝化微生物富集培养,在其结构特征分析的基础上,研究不同矿物质对硝化微生物氨氧化速率和亚... 硝化微生物具有附着生长的特性,载体筛选是其高效富集培养的关键。该研究选取钠基膨润土、钙基膨润土、碳酸钙和硅藻土共4种矿物质作为载体进行硝化微生物富集培养,在其结构特征分析的基础上,研究不同矿物质对硝化微生物氨氧化速率和亚硝酸盐氧化速率的影响,筛选出最佳矿物质载体并进行不同投加比试验(空白、1%、2%、3%、4%),明确硝化微生物富集培养的最佳矿物质载体及投加比。结果表明,4种矿物质均显著提高氨氧化速率和亚硝酸盐氧化速率,较对照组分别增加81.9%~192.8%和93.2%~155.6%;其中,投加硅藻土后氨氧化速率和亚硝酸盐氧化速率均为最高,较对照组分别增加192.8%和155.6%;不同硅藻土投加比例均显著增加氨氧化速率和亚硝酸盐氧化速率,较对照组分别增加121.1%~262%和101.2%~216%;尽管比氨氧化速率和比亚硝酸盐氧化速率随着投加比的增加依次降低32%~59.1%和36.7%~60.8%,但4%投加比处理效果仍为最佳,富集培养过程中硝化微生物的增长符合逻辑斯蒂增长模型,其对载体的利用率随硅藻土投加比的增大而降低。 展开更多

关键词 硝化微生物 富集培养 硝化速率 矿物质载体 投加比

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硝化微生物对五日生化需氧量测定的影响研究 被引量：2

14

作者 张广萍 邓英春 《水文》 CSCD 北大核心 2000年第2期36-38,18,共4页

通过对清洁水样、受污染水样、严重污染水样和全程序空白加与不加抑制剂的对比实验研究，分 析硝化微生物对五日生化需氧量（ＢＯＤ５）测定的影响情况，指出了所加入的硝化微生物抑制剂本身也在培 养中被微生物分解而发生耗氧，给ＢＯ... 通过对清洁水样、受污染水样、严重污染水样和全程序空白加与不加抑制剂的对比实验研究，分 析硝化微生物对五日生化需氧量（ＢＯＤ５）测定的影响情况，指出了所加入的硝化微生物抑制剂本身也在培 养中被微生物分解而发生耗氧，给ＢＯＤ５的测定带来正系统误差，提出了清除其误差影响的办法。 展开更多

关键词 五日生化需氧量 硝化微生物 硝化反应 污染水样

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土壤反硝化微生物研究进展 被引量：3

15

作者 周志峰 王明霞 《安徽农业科学》 CAS 2012年第11期6474-6477,共4页

土壤反硝化过程是由微生物主导的地球氮素生物化学循环的重要环节,与全球气候变化密切相关。土壤中的反硝化微生物是调控土壤温室气体排放和氮素损失的关键因子之一。该文介绍了土壤反硝化微生物、分子生物学方法在土壤反硝化微生物研... 土壤反硝化过程是由微生物主导的地球氮素生物化学循环的重要环节,与全球气候变化密切相关。土壤中的反硝化微生物是调控土壤温室气体排放和氮素损失的关键因子之一。该文介绍了土壤反硝化微生物、分子生物学方法在土壤反硝化微生物研究中应用的最新研究进展。 展开更多

关键词 土壤 反硝化微生物 分子生物学方法

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湿地土壤硝化微生物群落的高光谱研究 被引量：1

16

作者 卫亚星 王莉雯 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3254-3260,共7页

氮循环是土壤生态系统元素循环的重要过程,其中硝化作用对于土壤氮循环有重要影响。硝化作用的主要完成者是硝化微生物群落,土壤微生物是湿地生态系统的重要组成部分,其可以指示湿地生态环境变化,对正确认识湿地生态系统氮循环和湿地污... 氮循环是土壤生态系统元素循环的重要过程,其中硝化作用对于土壤氮循环有重要影响。硝化作用的主要完成者是硝化微生物群落,土壤微生物是湿地生态系统的重要组成部分,其可以指示湿地生态环境变化,对正确认识湿地生态系统氮循环和湿地污染净化功能具有重要意义。尝试从高光谱遥感技术角度,基于土壤氮素光谱监测机理,探索湿地土壤硝化微生物群落高光谱估算技术,进而为估测其时空分布状况提供新技术途径。研究对硝化作用中两个独立阶段的主要完成者氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌,采用最大可能数法分别计数,并以两者计数测量结果的合计,作为各采样区域土壤硝化微生物的数量值。采用光谱倒数的对数(LR)、光谱一阶微分(FD)、光谱二阶微分(SD)、包络线去除(CR)和光谱波段深度(BD)光谱变换技术,以及基于再抽样(bootstrap)技术的多元逐步回归(SMLR)和偏最小二乘回归(PLSR)建模方法,构建湿地土壤硝化微生物数量和全氮含量估算模型。研究结果表明:在采用bootstrap SMLR建模方法时,湿地土壤硝化微生物数量和全氮含量的估算波段位置存在一定的相似性(尤其对于原光谱实测数据R和SD光谱);对于湿地土壤硝化微生物数量和全氮含量的估算,bootstrap PLSR相比于bootstrap SMLR建模方法,具有较高的估算精度;对湿地土壤硝化微生物数量的估算,最高估算精度产生于SD光谱变换技术结合bootstrap PLSR建模;对湿地土壤全氮含量的估算,最高估算精度产生于CR光谱变换技术结合bootstrap PLSR建模。 展开更多

关键词 高光谱模型 硝化微生物 湿地土壤 再抽样的多元逐步回归

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硝化微生物培养过程中TN损失的原因分析 被引量：1

17

作者 李晓波 康媞 林铁 《化学与生物工程》 CAS 2008年第10期46-48,共3页

探讨了硝化微生物培养过程中TN损失的原因。吹脱实验结果和理论分析表明,TN损失原因有两个:一是空气的吹脱作用导致NH3的逸失;二是发生了SND反应,这是主要原因,它对TN损失的贡献率约占80%。因此,在硝化微生物的培养过程中应控制反应器中... 探讨了硝化微生物培养过程中TN损失的原因。吹脱实验结果和理论分析表明,TN损失原因有两个:一是空气的吹脱作用导致NH3的逸失;二是发生了SND反应,这是主要原因,它对TN损失的贡献率约占80%。因此,在硝化微生物的培养过程中应控制反应器中的COD在较低的水平,而且要保证填料与污水的均匀混合,从而从源头上遏制SND反应的发生,确保硝化反应的顺利进行。 展开更多

关键词 硝化微生物 TN损失 吹脱 SND反应

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凉水国家自然保护区不同林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物群落组成和多样性分析 被引量：5

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作者 陈秀波 朱德全 +3 位作者 赵晨晨 张路路 陈立新 段文标 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期106-117,共12页

【目的】分析凉水国家级自然保护区内的3种原始红松林(云冷杉红松林、椴树红松林和枫桦红松林)、红松人工林和红松天然次生林5种林型的土壤nosZ型反硝化微生物的群落组成和多样性特征,为全面了解不同林型红松林土壤的反硝化潜势和氮循... 【目的】分析凉水国家级自然保护区内的3种原始红松林(云冷杉红松林、椴树红松林和枫桦红松林)、红松人工林和红松天然次生林5种林型的土壤nosZ型反硝化微生物的群落组成和多样性特征,为全面了解不同林型红松林土壤的反硝化潜势和氮循环过程提供数据支持。【方法】以选取的5种林型红松林林下土壤为研究对象,以反硝化过程中的关键酶——氧化亚氮还原酶的编码基因nosZ为标记基因,采用高通量测序和生物信息学分析技术进行研究。【结果】从5种林型红松林15个土壤样品中一共得到nosZ基因631 878条有效序列,579 871条优质序列,长度分布在178~383 bp之间,主要分布在260 bp。5种林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物主要门类为变形菌门和拟杆菌门,核心属为伯霍尔德杆菌属、黄杆菌属、慢生根瘤菌属、假单胞菌属、Dechloromonas属、芽单胞菌属、无色杆菌属和中华根瘤菌属。nosZ型反硝化微生物α多样性分析显示:除枫桦红松林的Shannon和Simpson指数显著高于红松天然次生林外,5种林型红松林之间土壤nosZ型反硝化菌群的4种α多样性指数(Shannon、Chao1、ACE和Simpson指数)差异不显著。β多样性分析显示:5种林型土壤nosZ型反硝化微生物群落组成差异显著(R=0.387,P=0.006),但3种原始红松林之间差异不显著。土壤铵氮和全氮含量是显著影响nosZ型反硝化微生物群落的主要因子(P﹤0.05)。【结论】5种林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物多数α多样性指数无显著差异,但β多样性差异显著,引起不同林型之间nosZ型反硝化微生物组成和丰度的主要环境因子是土壤铵氮和全氮含量。 展开更多

关键词 原始红松林 人工林 天然次生林 nosZ基因 高通量测序 反硝化微生物

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硝化微生物富集及其种群结构与基因表达分析 被引量：5

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作者 余晨笛 侯立军 +5 位作者 郑艳玲 刘敏 尹国宇 高娟 刘程 常永凯 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期164-173,共10页

对采集的长江口潮滩沉积物进行了硝化微生物的富集培养,通过宏基因组技术分析了富集物中硝化微生物的种群结构.检测到4类硝化微生物(占测序总reads的34.7%),包括新近发现的全程氨氧化微生物(complete ammonia oxidizers,comammox)、严... 对采集的长江口潮滩沉积物进行了硝化微生物的富集培养,通过宏基因组技术分析了富集物中硝化微生物的种群结构.检测到4类硝化微生物(占测序总reads的34.7%),包括新近发现的全程氨氧化微生物(complete ammonia oxidizers,comammox)、严格的亚硝酸盐氧化菌Nitrospira、β-变形菌门氨氧化细菌及氨氧化古菌.其中,comammox占硝化微生物类群的48%.此外,基于宏转录组技术分析了4类硝化菌群的基因表达特征(依据Evolutionary genealogy of genes:Non-supervised Orthologous Groups数据库).研究探讨了潮滩沉积物富集物中硝化微生物的种群结构与基因表达特征,证明了长江口潮滩沉积环境中comammox的存在,并验证了其基因表达活性.研究结果加深了对河口地区硝化微生物的认识,对于未来硝化过程的分子生态学研究有重要启示意义. 展开更多

关键词 硝化微生物 富集培养 潮滩沉积物 种群丰度 基因表达

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稻虾共作对稻田土壤nirK反硝化微生物群落结构和多样性的影响 被引量：39

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作者 朱杰 刘海 +3 位作者 吴邦魁 袁峰 刘章勇 金涛 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期1324-1332,共9页

稻虾共作是水稻种植与克氏螯虾共作形成的互利共生的稻田种养复合生态模式。目前对稻虾共作模式稻田反硝化微生物多样性和群落结构的影响尚不清楚。本研究以江汉平原常规中稻模式(MR)为对照,设置连续3年(2014—2016年)稻虾共作模式(CR)... 稻虾共作是水稻种植与克氏螯虾共作形成的互利共生的稻田种养复合生态模式。目前对稻虾共作模式稻田反硝化微生物多样性和群落结构的影响尚不清楚。本研究以江汉平原常规中稻模式(MR)为对照,设置连续3年(2014—2016年)稻虾共作模式(CR)为处理,通过特异引物提取中稻抽穗期稻田土壤nirK基因,采用Illumina Miseq高通量测序技术,探讨稻虾共作模式对稻田土壤nirK反硝化微生物多样性和群落结构的影响。结果表明:稻虾共作模式显著提升水稻抽穗期稻田土壤中硝态氮、全氮及全碳的含量,对土壤碳氮比、碱解氮和铵态氮含量没有显著影响。稻虾共作模式显著增加稻田土壤nirK基因微生物的丰富度指数,但对nirK基因微生物的多样性指数影响不显著。稻虾共作模式改变了nirK基因微生物在目、科、属、种水平的群落组成,较常规中稻模式,稻虾共作模式在各分类水平组成类群均减少;稻虾共作模式较常规中稻模式改变了目的种类,对共有目相对丰度没有显著性改变。RDA分析表明稻虾共作模式对土壤nirK基因菌群的群落结构有一定的改变,但稻虾共作模式与常规中稻模式在群落结构上仍保留着一定的相似性。硝态氮含量是影响nirK反硝化细菌群落结构的主效因子。可见,稻虾共作模式对微生物多样性指数没有显著影响,但显著增加了微生物丰富度指数,改变了稻田土壤nirK反硝化微生物在目、科、属、种的群落结构。 展开更多

关键词 江汉平原 稻虾共作 克氏螯虾 nirK基因 反硝化微生物 群落结构 硝态氮 高通量测序技术

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