上覆水不同C/N比条件下沉积物环境反硝化及氨氧化功能基因丰度变化特征

发布时间：2021-11-17 09:24

　　以太湖梅梁湾沉积物环境为研究对象,通过室内培养试验,研究上覆水不同C/N比条件对沉积物中反硝化（nirS、nirK）及氨氧化功能基因（古菌AOA-amoA、细菌AOB-amoA）丰度的影响,实验设计硝氮水平为2.0和5.0mg·L-1,C/N为0.5、2、4、6、10、14.结果表明,所有实验组样品在60天的培养周期中,反硝化功能基因丰度与本底值相比有所上升,但对C/N比变化响应不显著;氨氧化功能基因丰度对C/N比的变化有响应,当C/N比大于一定比值时,其丰度由初期的显著上升变化为显著下降.其中,氨氧化古菌（AOA-amoA）丰度对C/N比变化响应更显著.相关性分析表明,系统中硝酸盐氮浓度与氨氧化功能基因丰度呈显著相关（r2=0.551,P<0.05）,当氨氧化功能基因丰度较高时,来源于沉积物中氨氮的硝化产物使得系统中硝酸盐氮趋于累积. 

【文章来源】：南京大学学报(自然科学). 2016,52(01)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

图１实验装置与流动培养设置Ｆｉｇ．１Ｔｅｓｔｄｅｖｉｃｅａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｅｄ－ｆｌｏｗｉｎｓｔａｌｌｉｎｇ

南京大学学报（自然科学）第５２卷双侧检验；单因素方差分析采用Ｂｏｆｅｒｒｏｎｉ检验方法，显著值为０．０５．２结果与讨论２．１反硝化功能基因丰度沉积物样品反硝化功能基因ｎｉｒＫ和ｎｉｒＳ本底丰度分别为１．５４×１０６ｃｏｐｉｅｓ·ｇ－１和２．２１×１０６ｃｏｐｉｅｓ·ｇ－１．在６０天培养周期中，反硝化功能基因ｎｉｒＫ和ｎｉｒＳ丰度总体上升，具体如图２和图３所示．图２不同Ｃ／Ｎ水平下培养期内ｎｉｒＫ基因丰度变化Ｆｉｇ．２ＡｂｕｎｄａｎｃｅｏｆｎｉｒＫｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔＣ／Ｎｒａｔｉｏｓ图３不同Ｃ／Ｎ水平下培养期内ｎｉｒＳ基因丰度变化Ｆｉｇ．３ＡｂｕｎｄａｎｃｅｏｆｎｉｒＳｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔＣ／Ｎｒａｔｉｏｓ由图２可知，在没有添加碳氮的对照实验组中，ｎｉｒＫ功能基因丰度在培养０～４０天小幅上升，在４０天后开始下降，最终低于本底丰度．不同Ｃ／Ｎ比培养条件下，ｎｉｒＫ功能基因丰度随时间均呈上升趋势．在Ｎ＝２．０ｍｇ·Ｌ－１实验组中，ｎｉｒＫ功能基因丰度由１．５４×１０６ｃｏｐｉｅｓ·ｇ－１提高到６．４８×１０６～１．２０×１０７ｃｏｐｉｅｓ·ｇ－１；在Ｎ＝５．０ｍｇ·Ｌ－１实验组中，ｎｉｒＫ功能基因丰度提高到２．８７×１０６～８．９４×１０６ｃｏｐｉｅｓ·ｇ－１．由图３可知，在没有添加碳氮的对照实验组中，ｎｉｒＳ功能基因丰度随时间没有显著变化．不同Ｃ／Ｎ比条件下，ｎｉｒＳ功能

南京大学学报（自然科学）第５２卷双侧检验；单因素方差分析采用Ｂｏｆｅｒｒｏｎｉ检验方法，显著值为０．０５．２结果与讨论２．１反硝化功能基因丰度沉积物样品反硝化功能基因ｎｉｒＫ和ｎｉｒＳ本底丰度分别为１．５４×１０６ｃｏｐｉｅｓ·ｇ－１和２．２１×１０６ｃｏｐｉｅｓ·ｇ－１．在６０天培养周期中，反硝化功能基因ｎｉｒＫ和ｎｉｒＳ丰度总体上升，具体如图２和图３所示．图２不同Ｃ／Ｎ水平下培养期内ｎｉｒＫ基因丰度变化Ｆｉｇ．２ＡｂｕｎｄａｎｃｅｏｆｎｉｒＫｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔＣ／Ｎｒａｔｉｏｓ图３不同Ｃ／Ｎ水平下培养期内ｎｉｒＳ基因丰度变化Ｆｉｇ．３ＡｂｕｎｄａｎｃｅｏｆｎｉｒＳｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔＣ／Ｎｒａｔｉｏｓ由图２可知，在没有添加碳氮的对照实验组中，ｎｉｒＫ功能基因丰度在培养０～４０天小幅上升，在４０天后开始下降，最终低于本底丰度．不同Ｃ／Ｎ比培养条件下，ｎｉｒＫ功能基因丰度随时间均呈上升趋势．在Ｎ＝２．０ｍｇ·Ｌ－１实验组中，ｎｉｒＫ功能基因丰度由１．５４×１０６ｃｏｐｉｅｓ·ｇ－１提高到６．４８×１０６～１．２０×１０７ｃｏｐｉｅｓ·ｇ－１；在Ｎ＝５．０ｍｇ·Ｌ－１实验组中，ｎｉｒＫ功能基因丰度提高到２．８７×１０６～８．９４×１０６ｃｏｐｉｅｓ·ｇ－１．由图３可知，在没有添加碳氮的对照实验组中，ｎｉｒＳ功能基因丰度随时间没有显著变化．不同Ｃ／Ｎ比条件下，ｎｉｒＳ功能

【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤氮素转化的关键微生物过程及机制[J]. 贺纪正,张丽梅.  微生物学通报. 2013(01)
[2]太湖流域典型河流沉积物的反硝化作用[J]. 张波,杜应旸,陈宇炜,张路.  环境科学学报. 2012(08)
[3]湖泊氮素生物地球化学循环及微生物的作用[J]. 曾巾,杨柳燕,肖琳,尹大强,秦伯强.  湖泊科学. 2007(04)
[4]Denitrification potential enhancement by addition of external carbon sources in a pre-denitrification process[J]. PENG Yong-zhen, MA Yong, WANG Shu-ying School of Municipal and Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China. Key Laboratory of Beijing for Water Quality Science and Water Environment Recovery Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100022, China.  Journal of Environmental Sciences. 2007(03)



本文编号：3500623