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氧化亚氮还原酶基因nosZII及与环境的关系研究进展
编辑人员丨2023/8/6
温室效应在全球范围内日趋严重.其中氧化亚氮(N2o)作为最重要的温室气体之一,增温潜能是二氧化碳(CO2)的298倍,且其浓度仍呈逐年上升趋势.氧化亚氮还原酶(N2OR)能将N2O还原成氮气(N2),而nosZ基因是编码N2OR的唯一基因.除了熟知的nosZI基因外,新发现的分支nosZII基因也能编码N2OR.在国内外研究基础上本文总结nosZII基因的基本概况,分析其与nosZI的主要区别,阐述其相关反应机制,并归纳不同环境因素对nosZII基因表达的影响.研究表明,nosZII主要存在于ε-变形细菌、拟杆菌、产水菌中,含nosZII的微生物中有部分种群缺乏nirS和nirK基因,且该类微生物在还原N2O功能上具有较大潜能.影响含nosZII微生物的丰度和种群结构的环境因子较多,主要包括土壤结构、土壤pH值、土壤C/N、温度、湖泊物理梯度等,其中pH值和C/N可能是主要的影响因素.随着分子生物技术手段的进步,对含nosZII微生物的生态功能的探索已取得了重要进展,但还需进一步深入.今后还需对含nosZII的微生物群落结构特征、微生物丰度和多样性影响因素以及对具有较强还原N2O能力的含nosZII菌株进行更深入的研究,为降低N2O排放、有效减控温室气体提供理论依据.
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编辑人员丨2023/8/6
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浅表层水稻土N2O消耗能力及其与N2O还原微生物的耦合关系
编辑人员丨2023/8/6
土壤不仅能够产生、排放温室气体N2O,还具有截留、吸收、转化N2O的能力.土壤消耗N2O已经成为很重要的一种降低大气N2O浓度的途径,但目前关于土壤N2O消耗过程及其微生物调控机制的系统研究较为缺乏.试验以浅表层水稻土柱(0-5cm)为研究对象,通过外源添加N2O气体研究N2O迁移通过淹水土柱的动态过程,以及N2O消耗能力与氧化亚氮还原酶基因丰度变化和其他土壤养分含量变化的联系,揭示浅表层水稻土N2O消纳量与N2O还原微生物之间的耦合关系.结果 显示,淹水厌氧条件下5 cm土壤深度外源添加的N2O迁移通过浅表层土柱后,仅有7.17-9.80％部分逸散出土表,表明0-5 cm淹水水稻土层具有极强的N2O截留能力(90％以上)而减少N2O净排放量.排放出土表的N2O也可被淹水土柱继续吸收消耗,且吸收转化速率随N2O浓度增加而大幅提高,最高可达到3896.75 μg N m-2 h-1.与此同时,土壤DOC含量大量消耗,含nosZⅠ基因的反硝化微生物数量显著增长(P＜0.01),而nosZⅡ基因丰度的无显著变化.说明高浓度N2O添加能够促进淹水土壤N2O吸收消耗能力,此刺激作用可能主要由含nosZI基因的N2O还原微生物进行调控.浅表层土壤强大的N2O吸收消耗功能可进一步深入系统研究,为实践温室气体减排提供理论基础.
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编辑人员丨2023/8/6
