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全程氨氧化(Complete ammonia oxidizers,Comammox)菌可以独自将氨(NH4+-N)氧化为硝酸(NO3--N),它的发现打破了氨需要经过两步才能氧化为硝酸的传统认知。Comammox菌已在多种生境下被发现,但在城市湖泊中的研究还比较少。本研究将武汉市东湖和汤逊湖这两个典型城市湖泊的沉积物为样本,通过对样本进行DNA的提取、PCR扩增、克隆测序等分子生物学的方法,对沉积物中Comammox菌多样性,以及氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)、氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)、Comammox菌和厌氧氨氧化(anaerobic ammonia-oxidizing,Anammox)菌的丰度进行了研究,以此了解Comammox菌与其它氨氧化微生物之间的生态关系。研究得到以下主要结果:(1)全程氨氧化菌能够存在于城市富营养化湖泊中,东湖和汤逊湖沉积物中Comammox菌均属于Comammox Clade A,在东湖沉积物中Nitrospira nitrosa cluster占优势,而在汤逊湖沉积物中Nitrospira nitrosa cluster和Nitrospira inopinata cluster占优势,表明这两个种属的Comammox菌在湖泊氨氧化过程中起到了关键的作用。(2)东湖和汤逊湖沉积物中,Comammox菌、AOA、AOB和Anammox菌这四种菌可以共存。东湖沉积物中Comammox、AOA、AOB amo A基因和Anammox 16S r RNA基因的平均丰度分别为:2.43×108、1.07×108、3.24×107、3.21×1011 copies·g-1 dry sediment。汤逊湖沉积物中,这些脱氮菌的平均丰度分别为:9.57×107、3.51×107、2.48×107、2.71×1011copies·g-1 dry sediment。东湖和和汤逊湖沉积物中Comammox菌的丰度均高于AOA和AOB,这表明在湖泊氨氧化过程中Comammox菌可能占优势。(3)在东湖五个子湖中,Comammox菌丰度显示出差异性。水质状况越差的湖泊,Comammox菌的丰度也越低,因此湖泊富营养化的加剧可能会抑制Comammox菌生长。在汤逊湖中两处污水排放区的Comammox菌丰度(1.3×107copies·g-1 dry sediment)均低于植物区(1.75×108 copies·g-1 dry sediment)和无植物区(1.0×108copies·g-1 dry sediment),这表明污水的排放也抑制了Comammox菌的生长。(4)冗余分析(Redundancy analysis,RDA)表明在东湖中Comammox菌的丰度与沉积物中全氮,OM的含量为正相关关系,而与上覆水DO、TP、TN的含量和沉积物中NO3--N、全磷和NH4+-N的含量呈现负相关关系。而汤逊湖Comammox菌的丰度与沉积物中NO2--N、OM和全氮的含量呈正相关关系,而与上覆水中COD、TP、TN的含量及沉积物中NO3--N、全氮、NH4+-N的含量和p H呈现负相关关系。这些结果表明沉积物中OM和全氮对Comammox菌的生长具有促进作用。(5)在东湖中Comammox菌的丰度与AOA、AOB的丰度存在正相关关系,但与Anammox菌之间相关性较弱。而在汤逊湖中Comammox菌丰度与AOA、AOB和Anammox菌的丰度均呈现正相关关系。