不同季节艾比湖湿地盐角草根际nirS-型与nirK-型反硝化细菌群落组成分析 被引量：5

1

作者 周婷婷 胡文革 +3 位作者 钟镇涛 王月娥 陈婷 张雪 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第13期5314-5327,共14页

旨在了解艾比湖湿地盐生植物盐角草根际与非根际中不同类型反硝化细菌的分布及其随季节变化情况,为温带干旱地区荒漠盐化生态系统的代表—艾比湖湿地在生态植被恢复过程中,由微生物推动的土壤氮素循环过程提供数据支撑。采集了艾比湖湿... 旨在了解艾比湖湿地盐生植物盐角草根际与非根际中不同类型反硝化细菌的分布及其随季节变化情况,为温带干旱地区荒漠盐化生态系统的代表—艾比湖湿地在生态植被恢复过程中,由微生物推动的土壤氮素循环过程提供数据支撑。采集了艾比湖湿地夏、秋、春三个季节的盐角草根际和非根际土壤样本,通过高通量测序技术,比较分析了nirS-型和nirK-型两种类型的反硝化细菌的多样性和群落结构特点;利用RDA(redundancy analysis)探究了土壤理化因素对反硝化细菌多样性及群落结构的影响。艾比湖湿地盐角草根际与非根际中,nirS-型和nirK-型反硝化细菌多样性最高的为秋季根际土壤样本;各土壤样本中的反硝化细菌多样性均呈现根际>非根际。盐角草各土壤样本中的nirS-型反硝化细菌在门分类水平上隶属于变形菌门(Proteobacteria),厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria),而nirK-型反硝化细菌在门水平上分类仅包括了Proteobacteria和Firmicutes。Proteobacteria在各土壤样本中的占比均较高;其中Gamma-Proteobacteria的盐单胞菌属(Halomonas)和假单胞菌属(Pseudomonas)是各土壤样本所共有的nirS-型反硝化菌的优势菌属,但它们在每个土壤样本中的相对丰度各有差异。Alpha-Proteobacteria的根瘤菌属(Rhizobium)是盐角草各土壤样本中较为广泛存在的nirK-型反硝化细菌。艾比湖湿地盐角草各土壤样本中的反硝化细菌群落结构存在着一定的差异。RDA结果显示含水量、有机质、全氮和铵态氮等对各土壤样本中的nirS-型反硝化细菌的多样性影响较大,含水量、有机质、全氮、碱解氮等是nirK-型反硝化细菌多样性的主要影响因素。土壤电导率、全磷、全钾、全氮和碱解氮协同影响nirS-型反硝化细菌的群落结构,有机质、速效钾、速效磷、pH和硝态氮是nirK-型反硝化细菌群落结构组成的主要影响因素。艾比湖湿地反硝化细菌呈现季节性变化,nirS-型和nirK-型反硝化细菌以不同的主要菌属,共同推进湿地反硝化作用。而对于湿地生态系统的保护,则需要进行长期而广泛的土壤状态评估和土壤反硝化微生物菌群的动态监测。 展开更多

关键词 艾比湖湿地 根际与非根际 nirs-型和nirK-型反硝化细菌 群落组成

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复合垂直流人工湿地基质理化性质对nirS和nirK型反硝化菌多样性的影响 被引量：1

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作者 赵伟 朱四喜 +3 位作者 夏国栋 高宁 赵斌 王众 《水生态学杂志》 CSCD 北大核心 2024年第2期132-140,共9页

深入研究复合垂直流人工湿地基质理化性质及其对相关脱氮反硝化微生物的影响,可为解析人工湿地污水处理及提高脱氮效率提供理论依据。2020年12月采集贵州喀斯特地区复合垂直流人工湿地4口池(一级垂直流下行池、一级垂直流上行池、二级... 深入研究复合垂直流人工湿地基质理化性质及其对相关脱氮反硝化微生物的影响,可为解析人工湿地污水处理及提高脱氮效率提供理论依据。2020年12月采集贵州喀斯特地区复合垂直流人工湿地4口池(一级垂直流下行池、一级垂直流上行池、二级垂直流下行池、二级垂直流上行池)的基质样品,用Illumina高通量测序技术获得反硝化功能基因序列,分析其种群组成和多样性特征,并采用冗余分析揭示反硝化菌群落与基质理化性质之间的相关性。结果表明,复合垂直流人工湿地中4口池的基质理化性质存在显著差异;pH在4口池中均呈中性,溶解氧(DO)呈先下降后升高趋势,下行池的基质电导率(EC)均比上行池要高;总氮(TN)、总磷(TP)含量随着人工湿地梯级呈显著下降趋势,未出现厌氧现象;NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N含量在二级垂直流下行池中大量积累并达到峰值。在多样性分析中,nirS、nirK型反硝化菌丰度随着人工湿地梯级呈先降低后升高的趋势,多样性随人工湿地级数逐渐降低,且下行池丰度多样性显著高于上行池。基质中nirS型反硝化菌共5门9属,nirS型为6门14属,变形菌门是nirS、nirK型反硝化菌群的共同优势菌门,相对丰度为55.36%~65.72%、30.06%~45.66%。nirS、nirK型反硝化菌共有OTUs数分别为392、245,并与反硝化菌群OTUs数目趋势一致,从多角度表明nirS型反硝化菌群丰度明显高于nirK型,且共有OTUs占有率高达41.6%和41.7%,表明各级池中反硝化菌群相似度较高。冗余分析表明基质中nirS和nirK反硝化菌群的构建主要受pH、NH4+-N、DO、TP、TN影响,且nirS型对pH、nirK型对NH4+-N的响应更为强烈。 展开更多

关键词 nirs和nirK型 反硝化菌 Illumina高通量测序 冗余分析 复合垂直流人工湿地

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减氮对麦玉轮作农田土壤反硝化细菌群落结构和多样性的影响

3

作者 白芳芳 乔冬梅 +4 位作者 李平 杜臻杰 陆红飞 郭魏 齐学斌 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1338-1349,共12页

探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤反硝化细菌群落结构和多样性影响,为华北地区麦玉轮作农田氮肥管理提供技术支持,本研究以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg·hm^(-2),N2)、减氮20%(纯氮240 kg·... 探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤反硝化细菌群落结构和多样性影响,为华北地区麦玉轮作农田氮肥管理提供技术支持,本研究以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg·hm^(-2),N2)、减氮20%(纯氮240 kg·hm^(-2),N1),提取土壤DNA,用nirS(细胞色素cd1-亚硝酸还原酶)、nirK(Cu-亚硝酸还原酶)引物扩增后采用MiSeq PE300测序技术,研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性状及nirS、nirK反硝化细菌群落结构及多样性的影响。结果表明,3个处理nirS、nirK反硝化细菌α-多样性指数无显著差异,nirS反硝化细菌α-多样性高于nirK。减氮显著影响nirS、nirK反硝化细菌物种组成。减氮对nirS、nirK反硝化细菌门水平及nirK纲水平物种组成无显著影响,但显著降低了nirS反硝化细菌Deltaproteobacteria(δ-变形菌纲)相对丰度;减氮显著影响nirS、nirK属水平物种组成。硝态氮、速效磷、pH值是影响土壤nirS反硝化细菌属水平群落结构主要环境因子;pH值是影响土壤nirK反硝化细菌属水平群落结构的主要环境因子。研究表明,适量减氮不影响反硝化细菌α-多样性,但显著影响反硝化细菌属水平群落组成和群落结构,减氮主要是通过影响土壤性状及微生物群落结构进而影响农田土壤N2O排放。 展开更多

关键词 减氮 nirK nirs 反硝化细菌 麦玉轮作 多样性 群落结构

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长期施肥对土nir S型反硝化细菌的影响及其与N_(2)O排放的关系 被引量：2

4

作者 刘耕苑 肖杰 +5 位作者 高明霞 孙本华 张树兰 杨学云 冯浩 张彤勋 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2022年第2期99-105,共7页

土壤反硝化作用是土壤N_(2)O产生的重要过程,亚硝酸盐还原酶(NIR)催化的亚硝态氮(NO_(2))还原为一氧化氮(NO)是反硝化作用的关键环节,研究长期施肥对反硝化微生物的影响及其与N_(2)O排放的关系对于全面理解土壤反硝化过程具有重要意义... 土壤反硝化作用是土壤N_(2)O产生的重要过程,亚硝酸盐还原酶(NIR)催化的亚硝态氮(NO_(2))还原为一氧化氮(NO)是反硝化作用的关键环节,研究长期施肥对反硝化微生物的影响及其与N_(2)O排放的关系对于全面理解土壤反硝化过程具有重要意义。基于28年的旱作雨养长期施肥试验,通过常规监测、定量PCR和高通量测序等探讨了长期不同施肥(不施肥CK、偏施肥的单施氮肥N和氮钾配施NK、以及氮磷钾平衡施肥NPK)下土N_(2)O排放和nir S反硝化细菌群落特征及两者之间的关系。结果表明:长期化肥施用(N,NK和NPK)均显著提高了N_(2)O累积排放量,其中平衡施肥(NPK)最高。长期化肥施用对nir S基因丰度和nir S型反硝化细菌的α-多样性无显著影响,但长期平衡施用化肥提高了uncultured_bacterium_2303和Rhodanobacter_sp._D206a的相对丰度,降低了unclassified_k_norank_d_Bacteria和unclassified_p_Proteobacteria的相对丰度,从而改变了nir S型反硝化细菌的群落结构组成。雨养旱作条件下,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、有效磷(AP)和pH等土壤性质是土nir S型反硝化细菌群落结构组成变化的主要影响因素。土nir S型反硝化细菌群落结构组成对土壤N_(2)O排放具有显著影响,而nir S基因丰度和nir S型反硝化细菌多样性并没有显著影响。 展开更多

关键词 长期施肥 nir S型反硝化细菌 氧化亚氮 实时定量PCR 高通量测序

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牛场肥水灌溉对土壤nirK、nirS型反硝化微生物群落结构的影响 被引量：10

5

作者 王婷 刘丽丽 +3 位作者 张克强 王风 杜会英 高文萱 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3655-3664,共10页

以徐水县梁家营长期定位施肥试验田为研究对象,利用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析和克隆文库构建,研究了5种施肥处理(清水灌溉CK、无机肥灌溉CF、牛场肥水不同浓度、不同次数灌溉T4、T5和T11)下土壤中nirK、nirS型反硝化细菌群... 以徐水县梁家营长期定位施肥试验田为研究对象,利用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析和克隆文库构建,研究了5种施肥处理(清水灌溉CK、无机肥灌溉CF、牛场肥水不同浓度、不同次数灌溉T4、T5和T11)下土壤中nirK、nirS型反硝化细菌群落多样性及其群落结构的演变。结果表明,不同施肥处理下nirK、nirS型反硝化细菌群落多样性无显著差异,但群落结构却有明显变化:nirK型反硝化细菌群落结构既受施肥种类又受施肥量影响,优势种群尤其对施肥种类和施肥量响应显著;nirS型反硝化细菌则主要受施肥种类影响,施肥量影响微弱。牛场肥水处理和无机肥处理分别促进和抑制不同的nirS型反硝化细菌,群落主成分受无机肥促进、牛场肥水抑制。系统发育分析结果表明,土壤中nirK型反硝化细菌主要与假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)和根瘤菌属(Rhizobium)的反硝化细菌具有较近的亲缘关系;nirS型反硝化细菌主要与劳尔氏菌(Ralstonia)和红长命菌属(Rubrivivax)有较近的亲缘关系。试验土壤中反硝化微生物多与目前已报道的好氧反硝化细菌亲缘关系较近,这可能与微生物分析取自表层土有关。 展开更多

关键词 nirK nirs 反硝化细菌 牛场肥水灌溉 T—RFLP 群落多样性

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基于nir S基因的反硝化细菌快速定量检测 被引量：2

6

作者 魏利 马放 +2 位作者 苏俊峰 姚杰 王强 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1563-1565,1616,共4页

为解决现有油田污水以及反硝化相关的生物反应器中,反硝化细菌定量检测周期长、检测费用高的问题,以nir S基因为靶基因,采用聚合酶链式反应(PCR)技术与倍比稀释法(MPN)相结合的nir S-MPN-PCR法,对反硝化细菌进行快速定量检测研究.从污... 为解决现有油田污水以及反硝化相关的生物反应器中,反硝化细菌定量检测周期长、检测费用高的问题,以nir S基因为靶基因,采用聚合酶链式反应(PCR)技术与倍比稀释法(MPN)相结合的nir S-MPN-PCR法,对反硝化细菌进行快速定量检测研究.从污水中制备直接用于PCR扩增的菌液,保证定量准确性;以832F和1606R为通用引物,优化反应体系和扩增条件.结果表明,该方法检测结果明显比MPN-Gries法灵敏,真实地反映污水中实际的DNB菌的数量,整个操作过程需要3～4h,检测结果非常稳定,降低了检测费用,可以在生产工艺中应用. 展开更多

关键词 反硝化细菌 菌液制备 定量检测 nir S基因 nir S-MPN-PCR法

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不同恢复阶段热带森林土壤nirS型反硝化微生物群落结构及多样性特征 被引量：13

7

作者 曹乾斌 王邵军 +5 位作者 陈闽昆 曹润 王平 左倩倩 赵爽 杨波 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期626-636,共11页

探明热带森林土壤反硝化微生物群落结构及多样性,对于理解反硝化引起的N2O排放及缓解全球变暖具有重要意义。本研究以西双版纳3个不同恢复阶段热带森林类型[即白背桐(Mallotus paniculatus,MP)、崖豆藤(Millttia leptobotrya,ML)群落、... 探明热带森林土壤反硝化微生物群落结构及多样性,对于理解反硝化引起的N2O排放及缓解全球变暖具有重要意义。本研究以西双版纳3个不同恢复阶段热带森林类型[即白背桐(Mallotus paniculatus,MP)、崖豆藤(Millttia leptobotrya,ML)群落、群落及高檐蒲桃(Syzygium oblatum,SO)群落]为研究对象,揭示土壤nirS型反硝化微生物群落组成及多样性的干湿季变化,分析热带森林恢复过程中土壤理化环境变化对nirS型反硝化细菌群落的影响。结果表明,变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度表现为恢复前期高于恢复后期,而脱氯单胞菌属(Dechloromonas)、嗜盐单胞菌属(Halomonas)和罗思河小杆菌属(Rhodanobacter)表现为恢复后期高于恢复前期;绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)均随恢复年限增加而增加,而贪铜菌属(Cupriavidus)和假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度表现为随恢复年限增加而降低。9月份各样地新检测出的属数量表现为:SO(19种)>MP(13种)>ML(7种)。土壤nirS型反硝化微生物群落的Shannon多样性指数表现为:高檐蒲桃群落>崖豆藤群落>白背桐群落,且9月(湿季)>3月(干季)。相关分析表明,热带森林恢复引起土壤N库(全氮、NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-))、C有效性(微生物量碳、易氧化碳)及微气候(土壤含水率与温度)的改变,能够显著影响nirS型反硝化细菌群落的结构及多样性。主成分分析结果表明,土壤硝态氮、微生物量碳、全氮及易氧化碳是调控不同恢复阶段热带森林土壤nirS型反硝化细菌群落结构及多样性变化的主控因子,其次为土壤水分、温度、水解氮、pH、铵态氮、有机碳、容重及C/N。 展开更多

关键词 nirs基因 反硝化细菌 微生物多样性 热带森林

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还田秸秆种类对稻田N_(2)O排放及nosZ型反硝化细菌群落结构的影响 被引量：4

8

作者 吕泽芳 王蓉 +3 位作者 郭显金 高珍珍 刘章勇 金涛 《河南农业科学》 北大核心 2021年第8期66-75,共10页

为探究还田秸秆种类对稻田土壤N_(2)O排放和nosZ型反硝化细菌群落结构的影响,通过盆栽试验,采用静态暗箱-气相色谱法和Illumina Miseq高通量测序法,观测了单施化肥(NS)、油菜秸秆还田配施化肥(RS)和蚕豆秸秆还田配施化肥(BS)处理下稻田... 为探究还田秸秆种类对稻田土壤N_(2)O排放和nosZ型反硝化细菌群落结构的影响,通过盆栽试验,采用静态暗箱-气相色谱法和Illumina Miseq高通量测序法,观测了单施化肥(NS)、油菜秸秆还田配施化肥(RS)和蚕豆秸秆还田配施化肥(BS)处理下稻田土壤N_(2)O排放特征及土壤nosZ型反硝化细菌群落结构的组成。结果表明,NS、RS和BS处理的稻田土壤N_(2)O累积排放量分别为4.28、5.07、1.51 kg/hm2,且BS处理显著低于NS和RS处理(P<0.05),但NS和RS处理差异不显著。Veen分析结果显示,相比NS和RS处理,BS处理增加了土壤nosZ型反硝化细菌在目、属、种水平的组成类群。NS、RS和BS处理的根瘤菌目(Rhizobiales)的相对丰度分别是4.30%、3.33%和7.59%,norank_p__environmental_samples目的相对丰度分别是0.57%、0.22%和1.89%,且BS处理的根瘤菌目和norank_p__environmental_samples目的相对丰度均显著高于RS处理(P<0.05)。NS、RS和BS处理的norank_p__environmental_samples科的相对丰度分别是0.22%、0.11%和1.67%,且BS处理显著高于RS处理(P<0.05)。相关性分析结果显示,N_(2)O累积排放量与根瘤菌目和norank_p__environmental_samples目的相对丰度呈极显著负相关(P<0.01),与norank_p__environmental_samples科的相对丰度呈显著负相关(P<0.05)。综上所述,相比单施化肥和油菜秸秆还田,蚕豆秸秆还田在目、属、种水平上增加了nosZ型反硝化细菌的种类,同时增加了根瘤菌目和norank_p__environmental_samples目以及norank_p__environmental_samples科的相对丰度,降低了N_(2)O排放。 展开更多

关键词 N_(2)O排放 反硝化 nosZ型反硝化细菌 油菜秸秆 蚕豆秸秆 秸秆还田 水稻土

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牛粪堆肥过程中nosZ型反硝化细菌动态变化 被引量：2

9

作者 许本姝 门梦琪 +7 位作者 武晓桐 姜欣 盛思远 韩悦 朱海峰 孟庆欣 邓利廷 许修宏 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2210-2218,共9页

采用高通量测序技术,研究牛粪堆肥过程中不同时期与不同深度的nosZ型反硝化细菌群落组成的动态变化与多样性,并通过冗余分析(Redundancy analysis,RDA)和Spearman相关性分析,揭示了堆肥过程中nosZ型反硝化细菌与理化指标之间的相关关系... 采用高通量测序技术,研究牛粪堆肥过程中不同时期与不同深度的nosZ型反硝化细菌群落组成的动态变化与多样性,并通过冗余分析(Redundancy analysis,RDA)和Spearman相关性分析,揭示了堆肥过程中nosZ型反硝化细菌与理化指标之间的相关关系。结果表明,堆肥不同时期nosZ型反硝化细菌群落结构差异显著,反硝化细菌群落多样性和丰富度均呈先降低后升高的趋势,在堆肥降温期不同深度的反硝化细菌群落结构和多样性指数差异显著。此外,理化因素显著影响堆肥反硝化菌群的群落结构与多样性,螯台球菌属(Chelatococcus)与温度呈极显著正相关(P<0.01),Polymorphum与硝态氮呈极显著正相关(P<0.01),生根瘤菌属(Mesorhizobium)与含水率和C/N呈极显著负相关(P<0.01)。反硝化细菌的多样性与温度、pH、氨态氮呈极显著负相关(P<0.01),与硝态氮呈极显著正相关(P<0.01)。反硝化细菌的丰富度与温度呈极显著负相关(P<0.01)。综上所述,堆肥时间和深度均为影响nosZ型反硝化细菌群落结构的重要因素,且该菌群群落结构变化受理化因子的显著影响。 展开更多

关键词 动态好氧堆肥 高通量测序 nosZ型反硝化细菌 冗余分析

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同步硝化反硝化系统中反硝化细菌多样性研究 被引量：61

10

作者 郑林雪 李军 +3 位作者 胡家玮 侯爱月 卞伟 郑照明 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期116-121,共6页

采用聚合酶链式反应(PCR)和分子克隆构建nir S克隆文库对同步硝化反硝化系统好氧池中反硝化细菌多样性进行了研究.从克隆文库中随机挑选75个克隆子进行序列测定,对测序结果进行了BLAST比对.结果表明,有74个克隆子分属于3个不同的细菌类... 采用聚合酶链式反应(PCR)和分子克隆构建nir S克隆文库对同步硝化反硝化系统好氧池中反硝化细菌多样性进行了研究.从克隆文库中随机挑选75个克隆子进行序列测定,对测序结果进行了BLAST比对.结果表明,有74个克隆子分属于3个不同的细菌类群,包括β-Proteobacteria、γ-Proteobacteria和Uncultured bacterium.β-Proteobacteria纲为好氧池内优势菌群,占文库比例的54.41%;其次是γ-Proteobacteria纲,占文库比例的25%.对测序得到的12个OTU用MEGA软件进行系统发育分析,结果显示Thauera属为该系统中最主要的脱氮菌属. 展开更多

关键词 同步硝化反硝化 反硝化细菌 nirs克隆文库 细菌多样性

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三维电极生物膜-硫自养耦合脱氮系统中反硝化细菌多样性研究 被引量：11

11

作者 郝瑞霞 孟成成 +3 位作者 王建超 王润众 任晓克 赵文莉 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1722-1729,1740,共9页

通过对比运行三维电极生物膜-硫自养耦合脱氮系统和常规三维电极生物膜工艺,并运用反硝化基因nir S克隆文库方法,研究了耦合脱氮系统脱氮性能和反硝化细菌的多样性,为揭示耦合脱氮系统反硝化机理和优化系统运行参数提供参考.研究结果表... 通过对比运行三维电极生物膜-硫自养耦合脱氮系统和常规三维电极生物膜工艺,并运用反硝化基因nir S克隆文库方法,研究了耦合脱氮系统脱氮性能和反硝化细菌的多样性,为揭示耦合脱氮系统反硝化机理和优化系统运行参数提供参考.研究结果表明:三维电极生物膜与硫自养耦合脱氮系统具有较高的脱氮效率和平衡系统酸碱度的能力.系统中反硝化菌群的Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为2.436和0.894;Beta proteobacteria在耦合脱氮系统中起主导作用;有35个克隆子(61.49%)与陶厄氏菌属(Thauera)有较高的同源性;脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrifican)的比例为3.5%;11个克隆子(19.29%)与食酸菌属(Acidovorax)有一定的同源性.说明当耦合系统碳源充足时,脱氮作用主要以异养反硝化过程为主,以单质硫和氢为电子供体的自养反硝化脱氮作用也占有一定比例. 展开更多

关键词 电极生物膜 单质硫 反硝化细菌 nir S基因 克隆文库

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氮肥对稻田土壤反硝化细菌群落结构和丰度的影响 被引量：29

12

作者 宋亚娜 林智敏 林艳 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期7-12,共6页

以氮肥田间定位试验为研究对象,利用PCR-DGGE(聚合酶链反应变性梯度凝胶电泳)和荧光定量PCR(real-time PCR)技术,通过对反硝化细菌nirS基因的检测,分析了定位试验第2年稻田反硝化细菌群落结构和丰度的变化。DGGE图谱及依据其条带位置和... 以氮肥田间定位试验为研究对象,利用PCR-DGGE(聚合酶链反应变性梯度凝胶电泳)和荧光定量PCR(real-time PCR)技术,通过对反硝化细菌nirS基因的检测,分析了定位试验第2年稻田反硝化细菌群落结构和丰度的变化。DGGE图谱及依据其条带位置和亮度数字化数值进行的主成分分析(PCA)结果均显示:在氮肥定位试验第2年,与不施肥对照(CK)比较,在水稻各个生育期(分蘖期、齐穗期和成熟期)内,施用氮肥[150kg(N)·hm-2]的稻田根层土或表土中的反硝化细菌群落结构均无明显变化;且稻田根层土或表土中的反硝化细菌群落结构在水稻各个生育期间也均无明显差异。荧光定量PCR结果显示,在水稻生长发育过程中,施用氮肥的稻田根层土或表土中的反硝化细菌nirS基因拷贝数始终显著(P<0.05)高于其对应的不施肥对照。此外,无论施用氮肥与否,根层土中的反硝化细菌nirS基因拷贝数在水稻成熟期时都会显著(P<0.05)降低;但表土中的nirS基因拷贝数在水稻各生育期间无明显变化;且水稻成熟期时施用氮肥和不施肥的稻田表土中nirS基因拷贝数都显著(P<0.05)高于根层土。同时,与对照比较施用氮肥可促进水稻增产44%。研究表明,短期定位试验中施用氮肥能够显著提高稻田土壤反硝化细菌的丰度,但对其群落结构没有明显影响。 展开更多

关键词 氮肥 反硝化细菌 群落结构 丰度 nirs基因 聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳 荧光定量PCR

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珠江口沉积物好氧反硝化细菌的筛选及鉴定 被引量：3

13

作者 邓超 王友绍 《生态科学》 CSCD 2011年第3期321-326,共6页

研究首次于珠江口沉积物中分离出多株好氧反硝化细菌,从中筛选出一株反硝化性能最强的菌株A14-1。综合其生理生化及分子生物学鉴定的结果确定此菌株为红球菌属Rhodococcus aetherivorar。此菌株可在48 h内将培养基中的硝酸盐含量从157.9... 研究首次于珠江口沉积物中分离出多株好氧反硝化细菌,从中筛选出一株反硝化性能最强的菌株A14-1。综合其生理生化及分子生物学鉴定的结果确定此菌株为红球菌属Rhodococcus aetherivorar。此菌株可在48 h内将培养基中的硝酸盐含量从157.91 mg·L^(-1)降低至32.07 mg·L^(-1),反硝化效率高达26.20 mg·L^(-1)-h^(-1),且不会产生亚硝酸盐的明显积累。以细菌总基因组DNA为模板成功扩增出亚硝酸还原酶基因nirS,说明亚硝酸还原酶可能参与了此菌株的好氧反硝化过程,将亚硝酸盐进一步还原,从而不会造成水体亚硝酸盐的积累。菌株A14-1在珠江口多个站点均有分布,环境适应能力强,且不会对环境造成危害,因此有望应用于污水的生物脱氮处理中。 展开更多

关键词 红球菌 好氧反硝化细菌 16S RDNA nirs

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作物茬口对黑土农田土壤反硝化细菌数量及群落结构的影响 被引量：2

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作者 王璐 刘俊杰 +4 位作者 刘株秀 顾海东 张兴义 王光华 刘晓冰 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1782-1792,共11页

【目的】反硝化作用导致农田土壤氮素损失和温室气体N2O的排放。研究不同作物茬口对土壤反硝化细菌群落结构的影响,旨在揭示作物茬口影响N2O排放的相关机制。【方法】定位试验位于黑龙江省海伦市前进乡光荣村(47°23′N,126°51... 【目的】反硝化作用导致农田土壤氮素损失和温室气体N2O的排放。研究不同作物茬口对土壤反硝化细菌群落结构的影响,旨在揭示作物茬口影响N2O排放的相关机制。【方法】定位试验位于黑龙江省海伦市前进乡光荣村(47°23′N,126°51′E),种植方式包括玉米连作(CC)、大豆连作(SS)以及玉米-大豆轮作,每年一季。取样时,轮作体系玉米已倒茬三次、大豆两次。采集CC、SS以及轮作体系中的大豆茬口(SSC)和玉米茬口(CSC)的表层土壤(0—15 cm)样品,利用实时定量PCR(qPCR)和高通量测序技术,分析土壤中的nirS和nirK型反硝化细菌丰度和群落组成。【结果】在4个作物茬口土壤中,CC处理的反硝化速率最高,玉米-大豆轮作体系中SSC和CSC处理的反硝化速率显著高于SS处理。轮作体系两个茬口SSC和CSC处理的nirS和nirK型反硝化细菌基因丰度多显著高于SS处理,而与CC处理多差异不显著。PCoA结果显示,SSC和CSC处理的nirS型反硝化细菌群落间差异显著,而CC和SS处理的nirK型反硝化细菌群落间存在显著差异。RDA分析结果表明,NO_(3)^(-)-N和C/N分别是nirS和nirK型反硝化细菌群落分异的最主要驱动因子。SEM分析结果显示,nirS型反硝化细菌群落与反硝化速率呈显著正相关(R^(2)=0.92),而nirS和nirK型基因丰度与土壤反硝化速率无显著相关关系。【结论】作物茬口显著影响黑土农田土壤反硝化细菌群落和丰度组成。反硝化细菌群落组成而非反硝化细菌丰度是反硝化速率变化的决定性因素,nirS型反硝化细菌对土壤反硝化作用贡献更大。 展开更多

关键词 nirs型基因 nirK型基因 大豆茬 玉米茬 反硝化速率

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人工遮光和营养添加对河流反硝化活性和反硝化细菌群落结构的影响 被引量：4

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作者 陈秋阳 赵彬洁 +3 位作者 袁洁 张健 谭香 张全发 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第15期5566-5576,共11页

河流生态系统受到人类活动例如河岸带森林植被毁损和农业活动施肥等的干扰日益加剧,而这些活动使河流接收的光照增多、河流的氮磷营养盐浓度增加。微生物的反硝化作用是河流去除氮的有效途径。在汉江的一级支流金水河上游核心保护区内选... 河流生态系统受到人类活动例如河岸带森林植被毁损和农业活动施肥等的干扰日益加剧,而这些活动使河流接收的光照增多、河流的氮磷营养盐浓度增加。微生物的反硝化作用是河流去除氮的有效途径。在汉江的一级支流金水河上游核心保护区内选取6条溪流开展野外控制实验,利用营养添加模拟河流中营养的增加,遮盖河面来模拟源头溪流的隐蔽状态,来研究河流沉积物中微生物的反硝化作用对光照和营养改变的响应,并利用高通量测序(Mi Seq)技术研究在两种处理下河流沉积物中nir S型反硝化细菌的群落结构变化。结果显示:营养元素添加促进了沉积物的反硝化活性,河面遮盖抑制了沉积物的反硝化活性。营养添加和遮盖两种处理均降低了控制实验区域内脱氯单胞菌属(优势菌属)的相对丰度,同时也降低了该区域nir S型反硝化菌群落的Chao多样性。本研究初步证实了光照增加和河流的营养增加提高了河流沉积物反硝化活性,并为提高河流的脱氮能力提供科学依据。 展开更多

关键词 反硝化细菌 nirs基因 河流沉积物 群落结构 多样性

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泗顶矿区植物根际和非根际土壤反硝化细菌群落特征 被引量：2

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作者 于方明 林秋娟 +4 位作者 韦嘉裕 李宋颖 唐炽健 唐舒婷 李艺 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2494-2506,共13页

为了探讨植物种类和土壤性质如何影响重金属污染严重矿区的土壤反硝化过程,本研究以广西柳州泗顶铅锌矿区上游、尾矿和下游3个区域优势植物——蜈蚣草、芦苇和五节芒的根际和非根际土壤为研究对象,采用高通量测序技术和荧光定量PCR技术... 为了探讨植物种类和土壤性质如何影响重金属污染严重矿区的土壤反硝化过程,本研究以广西柳州泗顶铅锌矿区上游、尾矿和下游3个区域优势植物——蜈蚣草、芦苇和五节芒的根际和非根际土壤为研究对象,采用高通量测序技术和荧光定量PCR技术,分析了3种优势植物根际和非根际土壤中nirK型和nirS型反硝化细菌的群落结构、丰度和多样性特征。结果表明:罗河杆菌属(nirS型)和慢生根瘤菌属(nirK型)为根际和非根际土壤中的优势菌属,所占比例分别为2.6%~67.8%和4.1%~38.1%。尾矿区根际及非根际土壤中nirS和nirK基因的丰度范围分别为1.45×10^(6)~7.78×10^(6)基因拷贝数·g^(-1)(以干土计)和1.10×10^(6)~5.70×10^(6)基因拷贝数·g^(-1),显著低于上游区和下游区(P<0.05)。3种优势植物根际土壤的Shannon指数和ACE指数均大于非根际土壤。多元线性回归分析和Mantel检验表明,土壤含水率、总碳、总氮和总磷含量是影响泗顶矿区3种优势植物根际和非根际反硝化细菌群落组成的主要因素。研究表明,植物种类和土壤性质共同影响了矿区土壤的反硝化过程,并对反硝化微生物的丰度、群落结构和多样性产生了影响。 展开更多

关键词 矿区 反硝化细菌 nirs基因丰度 nirK基因丰度 群落结构

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黄土高原紫花苜蓿种植对土壤反硝化细菌群落的影响 被引量：6

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作者 孙鹏洲 罗珠珠 +4 位作者 李玲玲 牛伊宁 王晓菲 田建霞 刘家鹤 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期67-78,共12页

研究依托布设于黄土高原的长期定位试验,以紫花苜蓿(Medicago sativa)不同种植年限(2年、9年和18年)土壤为研究对象,玉米(Zea mays)地为对照,基于高通量测序技术和荧光定量PCR技术,结合冗余分析和分子生态网络构建,通过微生物标志物(nir... 研究依托布设于黄土高原的长期定位试验,以紫花苜蓿(Medicago sativa)不同种植年限(2年、9年和18年)土壤为研究对象,玉米(Zea mays)地为对照,基于高通量测序技术和荧光定量PCR技术,结合冗余分析和分子生态网络构建,通过微生物标志物(nirK和nirS)对黄绵土区玉米农田和长期种植紫花苜蓿土壤反硝化细菌群落结构和多样性展开研究。结果表明,黄绵土区nirK基因丰度明显高于nirS基因丰度,具有nirK和nirS基因的反硝化细菌主要隶属于变形菌门(Proteobacteria)。nirK型反硝化细菌已分类优势属为副球菌属(Paracoccus,1.10%~39.94%)、无色杆菌属(Achromobacter,0.07%~12.50%)和中华根瘤菌属(Sinorhizobium,0.50%~7.60%),且紫花苜蓿地副球菌属相对丰度显著高于玉米农田(P<0.05),随紫花苜蓿种植年限延长相对丰度逐渐增加;无色杆菌属相对丰度表现为紫花苜蓿地显著低于玉米农田(P<0.05),丰度随苜蓿种植年限的延长逐渐降低;nirS型反硝化细菌优势属为罗河杆菌属(Rhodanobacter,1.42%~5.20%)。相关性分析表明,nirK反硝化基因丰度变化对土壤环境因子无明显响应,而nirS反硝化基因丰度与土壤有机碳、全氮和微生物量碳含量呈显著正相关,与土壤水分和有效磷含量呈显著负相关。冗余分析结果表明,土壤水分(P=0.002)和有机碳(P=0.020)是nirK型反硝化细菌群落组成变化的主导因子,土壤有效磷(P=0.006)是nirS型反硝化细菌群落结构产生变化的主导因子。分子生态网络分析表明,黄绵土区nirK型和nirS型反硝化细菌的群落之间均以协同合作关系为主。长期种植苜蓿显著影响土壤中反硝化细菌的群落组成,研究结果可为深入探索半干旱区土壤反硝化过程中的微生物机制提供重要科学依据。 展开更多

关键词 黄土高原 紫花苜蓿 nirK基因 nirs基因 反硝化细菌 群落结构

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山东省盐渍化地区芦苇根际反硝化细菌群落结构研究

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作者 宋延静 马兰 +4 位作者 李俊林 单燕 王洁 赵玲玲 王向誉 《山东农业科学》 北大核心 2021年第12期137-142,共6页

芦苇是山东省盐渍化地区常见的湿地盐生植物,对氮素转化以及氮去除有重要作用,其中微生物介导的反硝化过程被认为是主要的除氮机理。本研究以山东省不同盐渍化地区的芦苇根际土为材料,采用荧光定量PCR技术及高通量测序技术,对nirS、nirK... 芦苇是山东省盐渍化地区常见的湿地盐生植物,对氮素转化以及氮去除有重要作用,其中微生物介导的反硝化过程被认为是主要的除氮机理。本研究以山东省不同盐渍化地区的芦苇根际土为材料,采用荧光定量PCR技术及高通量测序技术,对nirS、nirK及nosZ 3种基因型反硝化细菌的丰度以及nosZ基因型反硝化细菌的多样性、群落分布进行比较分析。结果表明,山东省盐渍化地区的芦苇根际中nosZ基因的拷贝数最高,昌邑和寿光地区的芦苇根际nirK基因拷贝数高于nirS,东营和滨州的芦苇根际nirS基因拷贝数高于nirK。固氮螺菌属(Azospirillum)是山东省盐渍化地区芦苇根际的优势反硝化细菌,尤其在昌邑(39.1%)和滨州地区(35.1%),Oligotropha是寿光芦苇根际丰度最高的反硝化菌(27.3%),假单胞菌属(Pseudomonas)是东营地区芦苇根际丰度最高的反硝化细菌(34.4%)。滨州地区的芦苇根际反硝化细菌多样性最高。昌邑和寿光两地的芦苇根际nosZ反硝化细菌群落结构相似,东营和滨州两地nosZ反硝化细菌群落组成差异较小。土壤的含盐量、Na+含量、含水量、总碳含量、铵盐以及pH值等环境因子均可影响芦苇根际nosZ基因型反硝化细菌的群落结构。 展开更多

关键词 芦苇 反硝化细菌 nirs、nirK、nosZ基因 荧光定量PCR 高通量测序

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高原湖泊沉积物中反硝化微生物的群落特征——以包头南海湖为例 被引量：21

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作者 杨文焕 石大钧 +3 位作者 张元 李卫平 敬双怡 于玲红 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期431-438,共8页

为了探明内蒙古高原富营养化城市湖泊中nirS型反硝化细菌群落结构的特异性,利用特异性功能基因nirS对包头市南海湖的表层沉积物进行反硝化细菌多样性测定,在分析各采样点沉积物理化指标的基础上,对各样品中nirS型反硝化细菌群落和多样... 为了探明内蒙古高原富营养化城市湖泊中nirS型反硝化细菌群落结构的特异性,利用特异性功能基因nirS对包头市南海湖的表层沉积物进行反硝化细菌多样性测定,在分析各采样点沉积物理化指标的基础上,对各样品中nirS型反硝化细菌群落和多样性进行研究.结果表明,南海湖沉积物Shannon指数变化为3.07~3.41,相比于其他研究,反硝化微生物多样性相对较低.参与反硝化的优势菌属与大多数湖泊保持一致,以假单胞菌属(Pseudomonas)和红杆菌属(Rhodobacter)为主.冗余分析(RDA)指出,城市湖泊中的各种类型的污染物对反硝化优势菌属有明显的促进作用,红杆菌属(Rhodobacter)与硝酸盐氮、亚硝酸盐氮呈正相关,假单胞菌属(Pseudomonas)除受硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的影响外,还与总磷呈较强的正相关.南海湖nirS型反硝化细菌中的主要菌属促进了反硝化作用,加速了南海湖氮素的去除. 展开更多

关键词 nirs型反硝化细菌 群落结构 理化因子 冗余分析(RDA)

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土壤熏蒸剂对土壤硝化、反硝化作用的影响 被引量：9

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作者 燕平梅 高贵喜 +4 位作者 曹坳程 张腾 李园 王秋霞 郭美霞 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期401-407,共7页

采用化学分析和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,以大田威百亩、棉隆、溴甲烷、硫酰氟熏蒸100 d土壤为研究对象,探究土壤熏蒸对土壤硝化活性、反硝化活性及amoA基因型硝化型细菌、nirS基因型反硝化细菌群落结构影响。研究表明,威百亩、棉隆... 采用化学分析和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,以大田威百亩、棉隆、溴甲烷、硫酰氟熏蒸100 d土壤为研究对象,探究土壤熏蒸对土壤硝化活性、反硝化活性及amoA基因型硝化型细菌、nirS基因型反硝化细菌群落结构影响。研究表明,威百亩、棉隆、硫酰氟熏蒸剂处理下,土壤硝化活性与对照无显著差异;而溴甲烷处理的硝化活性比对照降低13.19%,差异显著(P<0.05);熏蒸剂之间土壤硝化活性无显著差异。4种熏蒸剂之间以及与对照之间土壤反硝化活性无显著差异。4种熏蒸剂中溴甲烷处理土样amoA型硝化细菌多样性指数、均匀度显著低于对照土样和其他3种熏蒸剂处理土样;而丰富度指数无显著差异。威百亩、棉隆和硫酰氟熏蒸土样之间及与对照之间amoA型硝化细菌3种生态指数无明显差异。4种熏蒸剂处理土壤nirS型反硝化细菌多样性指数、均匀度与对照无显著差异(P>0.05);熏蒸剂之间存在显著差异(P<0.05)。研究表明,溴甲烷对土壤硝化活性的抑制是通过抑制amoA型硝化细菌的多样性而实现,其他3种熏蒸剂对土壤硝化活性无显著影响。4种熏蒸剂对土壤反硝化活性无显著影响。 展开更多

关键词 土壤熏蒸剂 硝化作用 反硝化作用 硝酸还原酶 反硝化还原酶 amoA型硝化细菌nirs型反 硝化细菌

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