氨氧化古細(xì)菌(AOA)的研究進(jìn)展.doc

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1、氨氧化古細(xì)菌（AOA）的研究進(jìn)展摘耍一直以來(lái)，氨氧化細(xì)菌（AOB）是硝化反應(yīng)中負(fù)責(zé)將NH4+轉(zhuǎn)化成為NO2?的一類無(wú)機(jī)自養(yǎng)微生物。近兒年來(lái)國(guó)外一些學(xué)者于海洋中發(fā)現(xiàn)氨氧化古細(xì)菌（AOA）存在，它們同樣廣泛存在于土壤、自然水體、污水處理廠、垃圾滲濾液等產(chǎn)生硝化反應(yīng)的環(huán)境中，負(fù)責(zé)將氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽。甚至在某些生態(tài)環(huán)境小，AOA占主導(dǎo)地位。概述了國(guó)外對(duì)不同環(huán)境下氨氧化古細(xì)菌種群多樣性的差異，以及各類環(huán)境中共有的氨氧化古細(xì)菌種類。最后，對(duì)今后氨氧化菌深入研究的方向及其功能作了進(jìn)一步的展望。［關(guān)鍵字］:氨氧化古細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育生態(tài)分布AdvancesonEcolo

2、gicalResearchofAmmoniaoxidizingAbstract：Forlongtimes,ammoniaoxidationbyammoniaoxidizingbacteria（AOB）isthekeyprocessinthenitrationreaction.Theseammonia-oxidizingbacteriaareakindofinorganicautotrophicmicroorganismwhohavetheresponsibilityoftransferringNH4+toNO2-.Butintheseseveral

3、years,someforeignresearchersfoundammonia-oxidizingarchaea（AOA）whoexistinthemarine?Theyaregenerallyintheenvironmentwhichcontainsnitrationreaction,suchassoils,freshwater,wastewatertreatmentsystems,soilsandevenwastewatertreatment.AOAhavethesamefunctionasAOB,andinsomecertainhabit,

4、theAOAarethepredominantoxidizer.WealsosummarizethediversitydifferencebetweentheAOAinvariousenvironments?HerewedescribeourperspectivesforthefutureresearchofAOAinappliedecologyandenvironmentalprotection.Keywords：Ammonia-oxidizingarchaea;Phylogeny;Ecologicaldistribution1氨氧化古細(xì)菌在生態(tài)

5、環(huán)境中的分布1.1AOA的發(fā)現(xiàn)氨氧化細(xì)菌（AOB）在泥土、淡水、海水層、河口以及沉積物等各種生態(tài)環(huán)境中已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注，并在海洋的上層和深海層中的生物地球化學(xué)循環(huán)中起到了關(guān)鍵作用。但是近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明，在氨氧化培養(yǎng)中，有硝化作用的古細(xì)菌在海洋泉古菌中有很高的豐富度。這在氨氧化菌的研究方面是一個(gè)極大的突破。Landmark用獨(dú)立培養(yǎng)的方法揭示了有很大一部分泉古菌生長(zhǎng)在冰冷的含氧海水中［1-2］,例如，海洋泉古菌在全世界的海洋中有1028之多。這種數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)表明了氨氧化古細(xì)菌（AOA）在全球牛態(tài)地球化學(xué)循環(huán)中占有重要地位。2005年，Ve

6、nter等進(jìn)一步深入研究了浮游生物古細(xì)菌的新陳代謝能力，并在含馬尾藻海洋中，通過(guò)對(duì)DNA序列的打靶，研究了微生物基因的多樣性?；谒陌l(fā)現(xiàn)，一個(gè)獨(dú)特的氨單（加）氧酶基因位于相關(guān)古細(xì)菌的scaffold處,Venter等認(rèn)為一些古細(xì)菌也許具有能夠執(zhí)行化能自養(yǎng)硝化作用的能力［3］。同年，Konneke等從熱帶海洋水族館魚缸里的巖石土壤底層中分離出一株氨氧化古細(xì)菌，命名為Nitrosopumilusmaritimuso通過(guò)定量PCR的測(cè)定，證明了這些含豐富泉古菌的培養(yǎng)揭示了氨氧化成亞硝酸鹽的氧化速率與泉古菌豐富度的增加一致［4］。1.2在環(huán)境中的分布及環(huán)

7、境因子對(duì)其分布的影響硝化反應(yīng)，是微生物的連續(xù)氧化過(guò)程，將氨氧化到亞硝酸鹽再到硝酸鹽，它是生物地球化學(xué)氮循環(huán)中關(guān)鍵的一步。氨氧化微牛物催化硝化反應(yīng)中限速的第一步氨氧化為亞硝酸鹽。直到前些年，氨氧化的微生物群落才逐漸開始被研究清處，B■和丫?變形菌綱的好氧無(wú)機(jī)化能自養(yǎng)細(xì)菌是目前得到肯定的氨氧化微生物群。但是近兒年，對(duì)氨氧化菌的研究有了很大的變化和進(jìn)展［5］。首先，厭氧氨氧化被認(rèn)為是一種生物過(guò)程的新分支［6-7］；不久，屬于泉古菌屬的氨氧化古細(xì)菌（AOA）的分離培養(yǎng)帶來(lái)了一次飛躍性的進(jìn)展［4］。研究發(fā)現(xiàn)，在一些不同類型的土壤，北海、大西洋、太平洋和黑海這

8、些陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)中，AOA的數(shù)量超過(guò)了氨氧化細(xì)菌（AOB）。更進(jìn)一步的分子學(xué)研究也證明了AOA與海洋海綿體可以共生存［