亚硝酸盐氧化细菌研究进展与展望OA北大核心

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,NOB的研究取得了很大的进展,主要包括:NOB的碳氮代谢途径及多样性远远超过以往的认知,如NOB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NOB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NOB 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,二者虽然同属于Nitrospira谱系并且都具备亚硝酸盐氧化能力,但comammox Nitrospira对亚硝酸盐的亲和力较低而对氨具有较高的亲和力,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NOB在代谢和生物化学方面的新机制,为揭示和预测NOB在环境中的响应提供理论支持。