亚硝酸盐氧化细菌研究进展与展望

作     者：胡露星 蒋先军 

作者机构：西南大学资源环境学院 

出 版 物：《农业资源与环境学报》 (Journal of Agricultural Resources and Environment)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42077035) 

主　　题：亚硝酸盐氧化细菌 亚硝酸盐氧化 代谢多样性 全程氨氧化细菌 土壤 

摘      要：亚硝酸盐氧化细菌（Nitrite Oxidizing Bacteria， NOB）是全球氮循环过程中的关键微生物，主要功能是将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。近十年来基于现代分子生态技术的发展，亚硝酸盐氧化细菌的研究取得了很大的进展，主要包括：亚硝酸盐氧化细菌的碳氮代谢途径及多样性远远超过以往的认知，如亚硝酸盐氧化细菌不仅可以氧化亚硝酸盐，也可以氧化尿素、氨以及氰酸盐获取能量；丰富了亚硝酸盐氧化细菌与环境因素的响应及生态位分化特征的研究，其中Nitrospira更偏好于低氧的贫营养环境，中温的富营养环境更有利于Nitrobacter的生存；对亚硝酸盐氧化细菌Nitrospira与全程氨氧化细菌（Complete ammonia oxidizer， comammox Nitrospira）之间的联系与差异进行了初步探索，虽然同属于Nitrospira谱系并且都具备亚硝酸盐氧化能力，comammox Nitrospira对亚硝酸盐的亲和力较低，主要分布在低氨的寡营养生境，而NOB Nitrospira对亚硝酸盐有较高亲和力，主要分布在低亚硝酸盐环境。本文基于上述最新研究进展进行了介绍与总结，并对该领域今后的研究进行了展望：在今后的研究中土壤环境或许可以成为NOB研究的新切入点；迫切需要探究缩短NOB分离和培养的方法并结合分子生态技术揭示NOB代谢多样性的实际依据以及NOB在碳氮循环中的真正贡献；探究亚硝酸盐氧化细菌在代谢和生物化学方面的新机制，为揭示和预测亚硝酸盐氧化细菌在环境中的响应提供理论支持。