【摘 要】
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全球气候变暖会加速多年冻土的退化,释放更多的温室气体（CO2和CH4）,从而进一步加剧温室效应。反硝化型厌氧甲烷氧化反应（nitrate/nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,n-damo）是连接生物地球化学碳、氮循环间的关键环节,在缓解全球温室气体排放过程中具有重要作用。然而,有关高纬度多年冻土区n-damo菌群落结构和反应速率的研究还鲜见报
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全球气候变暖会加速多年冻土的退化,释放更多的温室气体（CO2和CH4）,从而进一步加剧温室效应。反硝化型厌氧甲烷氧化反应（nitrate/nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,n-damo）是连接生物地球化学碳、氮循环间的关键环节,在缓解全球温室气体排放过程中具有重要作用。然而,有关高纬度多年冻土区n-damo菌群落结构和反应速率的研究还鲜见报道。本研究以大兴安岭多年冻土区3种典型森林（兴安落叶松林、白桦林和樟子松林）土壤为研究对象,采用克隆文库、实时荧光定量PCR和13C稳定同位素示踪等技术,探明n-damo菌的系统发育、群落组成、多样性、丰度和反应速率,揭示控制n-damo过程的关键环境因子及其影响机制,探讨n-damo菌群在高纬度多年冻土区碳素生物地球化学循环中的重要性。研究结果可为深入理解多年冻土区甲烷循环过程,准确评价多年冻土生态系统对全球碳循环的贡献提供理论依据。研究结果如下:（1）基于16S rRNA基因克隆文库,共获得有效序列638条划分11个OTUs,基于pmoA基因克隆文库,共获得有效序列579条划分8个OTUs。系统发育分析表明,16S rRNA基因序列与“Candidatus Methylomirabilis oxyfera”菌亲缘关系较近为93.8%-97.5%,pmoA基因序列与“Candidatus Methylomirabilis sinic”菌亲缘关系较近为86.1%-96.3%。基于16S rRNA和pmoA基因的n-damo菌多样性指数分析表明,3种林型中多样性指数均为土壤中层（20-40 cm和40-60cm）高于上层（0-20 cm）和深层（60-80 cm和80-100 cm）。相关性分析则表明,调控n-damo菌多样性的环境因子主要为全氮（TN）、硝酸盐（NO3--N）和温度（T）。（2）基于16S rRNA和pmoA基因的主坐标（PCoA）分析结果表明,n-damo菌群落组成受土壤深度影响显著,而与森林类型相关性较小。冗余分析（RDA）表明,NO3--N和亚硝酸盐（NO2--N）是影响n-damo菌群落结构的关键驱动因子。（3）n-damo菌（16S rRNA和pmoA基因）的丰度分别为1.55×10~4-1.47×10~5copies·g-1和1.31×10~3-3.11×10~4 copies·g-1。其中16S rRNA基因丰度在白桦林中最高,pmoA基因丰度在樟子松林中最高,且n-damo菌丰度在3种林型中均随土壤深度增加呈现先增后减的趋势。相关性分析表明,n-damo菌丰度与土壤含水量（SWC）、NO2--N和TN呈显著正相关（P＜0.05）。（4）13C稳定同位素示踪测定结果表明,n-damo菌的反应速率为0-1.26nmol·g-1·d-1。3种林型土壤中层（20-40 cm和40-60 cm）的n-damo反应速率显著高于上层（0-20 cm）和深层（60-80 cm和80-100 cm）（P＜0.05）,且在3种林型中均随土壤深度增加呈现先增后减的趋势。
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