重庆紫色水稻土中“全程”和“半程”氨氧化微生物的垂直分异

[目的]系统评估全程氨氧化细菌（complete ammonia oxidizing bacteria，Comammox bacteria）、半程氨氧化细菌（AOB）和古菌（AOA）在典型水稻土剖面的垂直分异规律。2015年发现的"全程"氨氧化细菌（Comammox Nitrospira）可将氨分子一步氧化为硝酸盐，实现硝化作用。而经典的"半程"氨氧化细菌（AOB）或古菌（AOA）将氨分子氧化为亚硝酸盐后，再由系统发育完全不同的硝化细菌将其氧化为硝酸盐。全程氨氧化细菌实现了一步硝化全过程，根本改变了学术界对2类微生物分步硝化的经典认知，但相关研究仍处于初步阶段。[方法]选择重庆北碚地区2017年典型水稻土并采集5、10、20和40 cm不同深度土壤（剖面采样点的上下误差不超过1 cm），提取水稻土总DNA后，利用标靶功能基因amoA，通过实时荧光定量PCR技术分析全程氨氧化细菌（Comammox）、半程氨氧化细菌（AOB）和古菌（AOA）在水稻土不同深度的数量变异规律。[结果]半程氨氧化细菌AOB和古菌AOA均随土壤深度增加呈显著下降趋势。然而，全程氨氧化细菌的两大类微生物则表现出相反的规律，Comammox Clade A的丰度随着土壤剖面的加深而显著增加（P<0.05），但Clade B并未有类似规律。Clade A在水稻土不同层次的土层中均比Clade B高出1个数量级，在5 cm和40 cm处的最低和最高值分别为3.42×107、8.46×107 copies/g。AOA与AOB的丰度大致相当，5 cm剖面处数量最高分别为1.23×107、1.83×105 copies/g，但其平均丰度远低于全程氨氧化细菌，Comammox与AOA、AOB amoA功能基因拷贝数之比为10-2000。[结论]全程氨氧化细菌（Comammox bacteria）广泛分布于水稻土不同土层中，且数量远高于"半程"氨氧化细菌和古菌，意味着Comammox可能在水稻土硝化作用中起重要作用