氨氧化古细菌(aoa)的研究进展.docVIP

氨氧化古细菌（AOA）的研究进展 摘要一直以来，氨氧化细菌（AOB）是硝化反应中负责将NH4+ 转化成为NO2- 的一类无机自养微生物。近几年来国外一些学者于海洋中发现氨氧化古细菌（AOA）存在，它们同样广泛存在于土壤、自然水体、污水处理厂、垃圾渗滤液等产生硝化反应的环境中，负责将氨转化为亚硝酸盐。甚至在某些生态环境中，AOA 占主导地位。概述了国外对不同环境下氨氧化古细菌种群多样性的差异，以及各类环境中共有的氨氧化古细菌种类。最后，对今后氨氧化菌深入研究的方向及其功能作了进一步的展望。 [关键字]：氨氧化古细菌 系统发育 生态分布 Advances on Ecological Research of Ammoniaoxidizing Abstract：For long times, ammonia oxidation by ammonia-oxidizing bacteria （AOB）is the key process in thenitration reaction. These ammonia-oxidizing bacteria are a kind of inorganic autotrophic microorganism who have theresponsibility of transferring NH4+ to NO2-. But in these several years, some foreign researchers found ammonia-oxidizingarchaea （AOA）who exist in the marine. They are generally in the environment which contains nitration reaction,such as soils, fresh water, wastewater treatment systems. soils and even wastewater treatment. AOA have thesame function as AOB, and in some certain habit, the AOA are the predominant oxidizer. We also summarize thediversity difference between the AOA in various environments. Here we describe our perspectives for the future researchof AOA in applied ecology and environmental protection． Keywords：Ammonia-oxidizing archaea; Phylogeny; Ecological distribution 1 氨氧化古细菌在生态环境中的分布 1.1 AOA 的发现 氨氧化细菌（AOB）在泥土、淡水、海水层、河口以及沉积物等各种生态环境中已经得到了广泛关注，并在海洋的上层和深海层中的生物地球化学循环中起到了关键作用。但是近年来，越来越多的研究表明，在氨氧化培养中，有硝化作用的古细菌在海洋泉古菌中有很高的丰富度。这在氨氧化菌的研究方面是一个极大的突破。Landmark 用独立培养的方法 揭示了有很大一部分泉古菌生长在冰冷的含氧海水中[1-2]，例如，海洋泉古菌在全世界的海洋中有1028 之多。这种数量上的优势表明了氨氧化古细菌（AOA）在全球生态地球化学循环中占有重要地位。2005 年，Venter 等进一步深入研究了浮游生物古细菌的新陈代谢能力，并在含马尾藻海洋中，通过对DNA 序列的打靶，研究了微生物基因的多样性。基于他的发现，一个独特的氨单（加）氧酶基因位于相关古细菌的scaffold 处，Venter 等认为一些古细菌也许具有能够执行化能自养硝化作用的能力[3]。同年，Konneke 等从热带海洋水族馆鱼缸里的岩石土壤底层中分离出一株氨氧化古细菌，命名为Nitrosopumilusmaritimus。通过定量PCR 的测定，证明了这些含丰富泉古菌的培养揭示了氨氧化成亚硝酸盐的氧化速率与泉古菌丰富度的增加一致[4]。 1.2 在环境中的分布及环境因子对其分布的影响硝化反应，是微生物的连续氧化过程，将氨氧化到亚硝酸盐再到硝酸盐，它是生物地球化学氮循环中关键的一步。氨氧化微生物催化硝化反应中限速的第一步———氨氧化为亚硝酸盐。直到前些年，氨氧化的微生物群落才逐渐开始被研究清楚，β- 和γ- 变形菌纲的好氧无机化能自养细菌是目前得到肯定的氨氧化微生物群。但是近几年，对氨氧化菌的研究有了很大的变化和进展[5]。首先，