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反硝化菌群的萘代谢与反硝化偶联机制

作者:张泽宇; 王明霞; 程永毅; 周志峰富集菌群反硝化厌氧降解偶联机制

摘要:为探寻反硝化与萘代谢过程的偶联机制,从潜在PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbons)污染的土壤中富集获取了萘的反硝化降解菌群.通过Illumina Mi Seq测序对其细菌群落结构进行了解析,并研究其萘代谢过程中反硝化电子受体[硝酸根(NO3~-)、亚硝酸根(NO2~-)]浓度、气态还原产物[氧化亚氮(N2O)、氮气(N2)]产生速率及反硝化微生物相关的nar G(periplasmic nitrate reductase gene)和nir S(cd1-nitrite reductase gene)基因丰度的动态变化.Illumina Mi Seq测序结果表明,变形菌门中的Pseudomonas是该富集菌群中丰度最高的菌属.富集获取的萘反硝化降解菌群9 d内对萘的降解率为49.11%,培养初期(1~3 d)及末期(7~9 d)萘的降解速率无差异,但它们均显著高于培养中期(3~7 d)的降解速率(P〈0.05).培养期间,培养液中NO3~-浓度呈逐渐下降趋势,而NO2~-积累出现在第1~3 d.培养的3~9 d,NO2~-浓度迅速下降,但在培养中期(3~7 d)未检测到气体产生,只在培养末期(7~9 d)检测到明显的N2O[3.39μg·(L·h)-1]和N2[8.97μg·(L·h)-1]的产生.在培养期间nar G及nir S基因的丰度均随培养时间而上升,表明该富集菌群中反硝化微生物丰度的逐渐增加.综上,NO3~-还原过程及随后的NO2~-还原过程等产气过程均可能与萘的厌氧降解过程相偶联,该结果可为进一步深入探讨萘的反硝化代谢机制打下基础.

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环境科学

《环境科学》(月刊)创刊于1976年,由中国科学院主管,中国科学院生态环境研究中心主办,CN刊号为:11-1895/X,自创刊以来,颇受业界和广大读者的关注和好评。

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