皮艳霞,左金龙,李俊生,冯晓娟,王晓侠,祝贵兵.典型湿地沉积物中硝酸盐异化还原成铵的细菌群落结构的研究[J].环境科学学报,2019,39(6):1816-1824
典型湿地沉积物中硝酸盐异化还原成铵的细菌群落结构的研究
- Community composition of dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) bacteria in wetland sediments
- 基金项目：国家自然科学基金（No.41671471，41322012，21707155）；中国科学院的战略重点研究项目（No.XDB15020303）；国家重点研发项目（No.2016YFA0602303）；广东省"珠江人才计划"本土创新科研团队项目（No.2017BT01Z176）；环境模拟与污染控制国家重点联合实验室专项资金（生态环境科学研究中心，中国科学院）（No.18Z02ESPCR），中国科学院饮用水科学与技术重点实验室开放研究基金（No.16Z03KLDWST）；中国科学院创新团队国际合作伙伴计划；哈尔滨市应用技术研究与开发项目：优秀学科带头人A类（No.2017RAXXJ025）；哈尔滨商业大学校级科研项目（No.18XN076）；洪堡研究奖学金（No.1152633）；中国科学院青年创新促进会项目
- 皮艳霞
- 1. 哈尔滨商业大学生命科学与环境研究中心, 哈尔滨 150028;2. 中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室, 北京 100085
- 左金龙
- 哈尔滨商业大学生命科学与环境研究中心, 哈尔滨 150028
- 李俊生
- 哈尔滨商业大学生命科学与环境研究中心, 哈尔滨 150028
- 冯晓娟
- 中国城市建设研究院有限公司, 北京 100120
- 王晓侠
- 中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室, 北京 100085
- 祝贵兵
- 中国科学院生态环境研究中心饮用水科学与技术重点实验室, 北京 100085
- 摘要：为研究中国典型湿地沉积物硝酸盐异化还原成铵过程（Dissimilatory nitrate reduction to ammonium，DNRA）的群落组成，针对DNRA过程的功能基因nrfA进行高通量测序.选取中国典型湿地岸边带的表层沉积物8个样点，质控后每个样品得到60000条序列，在相似度≥ 90%得到279个OTUs进行生态学分析.由基因丰度值显示：8个湿地沉积物的丰度为（6.69±0.28）×107~（8.44±0.48）×108 copies g-1.多样性分析（OTUs水平）结果表明：本研究的湿地沉积物样点中，南方湿地沉积物样点的多样性要高于北方样点.对代表OTUs进行分类，共定义到8个门（Phylum），23个属（Genus）.其中相对丰度最高的3个属为Anaeromyxobacter（24.71%）、Anaerolinea（9.70%）和Dokdonella（7.94%），表明三者在群落组成中占主导地位.PCoA分析（OTUs水平）表明南北方地区差异是导致中国湿地沉积物中DNRA菌群结构不同的最主要影响因素.结合沉积物理化因子分析，DNRA细菌的丰度与碳氮比、年平均降水量及年平均温度呈显著正相关.本研究在一定程度上揭示了中国典型湿地沉积物DNRA细菌的群落组成、多样性及其与环境因子的关系.
- Abstract：To investigate the community structure of dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) process in wetland sediments of China, high-throughput sequencing was carried out for the functional gene nrfA of DNRA bacteria. A total of 8 samples of surface sediments from typical wetlands in China were selected. After quality control, 60000 sequences were obtained for each sample, and 279 OTUs were obtained for community analysis at 90% sequence similarity. The abundance of DNRA bacteria ranged from (6.69±0.28)×107~(8.44±0.48)×108 copies·g-1. Results of diversity analysis (OTUs level) show that the diversity of wetland sediment samples in the south was higher than that in the north. The representative OTUs was classified into 8 phyla and 23 genera. The three highest richness genera were Anaeromyxobacter (24.71%), Anaerolinea (9.70%) and Dokdonella (7.94%), indicating their dominant role in DNRA community composition. PCoA analysis (OTUs level) shows that the difference between the north and the south was the main factor leading to the structure of DNRA bacteria in wetland sediments. The abundance of DNRA bacteria was positively correlated with C/N, annual average precipitation and annual average temperature. in summary, this study reveals the community structure and diversity of DNRA bacteria in typical wetland sediments of China and their relationship with environmental factors.
