内蒙古岗更诺尔湖泊退化情景下好氧甲烷氧化的微生物过程研究

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作   者：

莫永亮;  郑燕;  金凤;  宝音陶格涛;  贾仲君; 

作者机构：

中国科学院大学;  内蒙古师范大学生命科学与技术学院;  郑州轻工业学院食品与生物工程学院;  中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室;  内蒙古大学生态与环境学院; 

关键词：

甲烷氧化菌;  CH_4;  湖泊退化;  pmoA基因;  生态演替; 

期刊名称：

微生物学报

基金项目：

稳定性同位素示踪环境微生物核酸DNA的方法研究
氨氧化古菌和细菌适应土壤地理环境分异的共存机制研究
典型湿地好氧甲烷氧化过程的微生物固氮潜力及其环境驱动机制
我国典型稻田土壤甲烷氧化菌的地理分布规律研究

i s s n：

0001-6209

年卷期：

2019 年 06 期

页   码：

1105-1115

摘   要：

【目的】内蒙古岗更诺尔湖退化为碱地、草地情景下,研究好氧甲烷氧化过程及其微生物群落的变化规律。【方法】针对湖泊沉积物及其退化后形成的碱地、草地土壤,在不同初始甲烷浓度下培养,研究其甲烷氧化速率,通过实时荧光定量PCR、高通量测序技术分析甲烷氧化菌的群落构成及其变化规律。【结果】湖泊退化过程中,沉积物和碱地的土壤理化性质、甲烷氧化速率变化规律基本一致,但与草地土壤有显著差异。在微生物属水平,甲烷氧化菌Methylococcus的丰度显著增加,在沉积物、碱地和草地中的丰度分别为19.2%、48.8%和78.3%,而Crenothrix的丰度明显降低,依次为54.7%、32.1%、和13.9%。进一步室内模拟不同初始浓度下甲烷氧化过程,发现沉积物中Crenothrix和Methylocaldum的增幅最大;碱地土壤中Methylococcus和Methylomonas的增幅远高于其他甲烷氧化菌;而在草地土壤中,Crenothrix增加高达7.81%,增幅达196倍。这些显著增加的微生物可能在不同浓度甲烷氧化过程中发挥了重要作用。【结论】湖泊退化过程中,甲烷氧化潜力降低。沉积物中的甲烷氧化菌发生了显著分异,Methylococcus逐渐成为碱地和草地的优势微生物,而Crenothrix则逐渐成为弱势类群。然而,草地土壤氧化高浓度甲烷过程中,数量上占弱势的Crenothrix迅速变为优势类群,可能发挥了重要作用。