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稻田是重要的甲烷排放来源,甲烷氧化作用是重要的甲烷消减过程。依据氧气是否作为电子受体,将甲烷氧化作用分为好氧甲烷氧化(Aerobic Methane Oxidation,AMO)与厌氧甲烷氧化作用(Anaerobic Methane Oxidation,ANMO)。本研究采用稳定同位素标记法和一系列分子生物学方法,分析了夜间增温条件下施硅对稻田好氧/厌氧甲烷氧化潜力的变化规律,研究了稻田好氧和厌氧甲烷氧化菌的数量特征、群落组成以及多样性特征;此外,进一步采用DNA-SIP技术,揭示了甲烷好氧氧化速率与其功能微生物之间的相互关系。其主要结论如下:1.通过稳定同位素标记法和定量PCR发现,非根际土的好氧甲烷氧化速率和好氧甲烷氧化菌数量高于根际土。对功能基因pmo A的多样性分析发现,根际土与非根际土中微生物组成多样性存在明显差异。对功能基因pmo A高通量测序发现,根际土中的优势甲烷好氧氧化菌是Type I型的Methylobacter,非根际土中的是Type II型的Methylocystis;施硅和夜间增温均促进了根际土和非根际土中的优势好氧甲烷氧化菌的生长,好氧甲烷氧化速率与Type I型甲烷氧化菌相对丰度呈显著正相关。通过DNA-SIP和高通量测序可知,在进行高浓度CH4+O2培养后,好氧甲烷氧化菌种类减少,Type Ia型甲烷氧化菌中的Methylobacter的相对丰度增加,而Type II型的Methylocystis的相对丰度减小;根际土中Type I型甲烷氧化菌始终保持优势地位,非根际土中Type I型甲烷氧化菌迅速生长转变为优势甲烷氧化菌。2.以NO2-为电子受体进行13CH4稳定同位素标记培养试验,发现夜间增温处理的土壤亚硝酸型厌氧甲烷氧化潜力显著高于对照处理,而施硅处理则显著低于对照处理。亚硝酸型厌氧甲烷氧化细菌M.oxyfera 16S r RNA基因定量PCR拷贝数在夜间增温处理中丰度最高,在施硅处理中丰度最低,且平均厌氧甲烷氧化速率与N-DAMO菌基因拷贝数呈显著正相关,说明夜间增温有利于N-DAMO菌生长,而施硅抑制N-DAMO菌生长。3.以NO3-为电子受体进行13CH4稳定同位素厌氧培养,发现夜间增温处理的土壤厌氧甲烷氧化潜力最高,而施硅处理的潜力最低。硝酸型厌氧甲烷氧化古菌M.nitroreducens 16S r RNA基因定量PCR拷贝数表现为夜间增温处理最高,施硅处理最低。平均厌氧甲烷氧化速率与Nr-DAMO菌基因拷贝数呈显著正相关。说明夜间增温有利于Nr-DAMO菌生长,而施硅抑制Nr-DAMO菌生长。