养殖尾水浮床处理系统水生植物根际细菌的氮循环作用机制

来源：大连海洋大学学报杂志2023年第1期北京时间：

作者：曲疆奇, 刘青, 张清靖, 杨浩辰, 赵萌, 朱华

单位：1.北京市农林科学院水产科学研究所 渔业生物技术北京重点实验室，北京 100068； 2.大连海洋大学 水产与生命学院，辽宁 大连 116023

摘要：为探讨养殖尾水处理中浮床水生植物根际细菌对水体氮循环的影响机制，采用16S rRNA基因扩增子测序和宏基因组测序技术方法，对浮床水生植物黄花鸢尾(IriswilsoniiC.H.Wright)根际细菌、水体细菌的群落结构及其与氮循环相关的功能基因丰度差异特征进行了研究。结果表明：生态浮床水生植物根际细菌以变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、Patescibacteria门和拟杆菌门(Bacteroidota)为主要优势门类；在属水平上，有10种关键功能菌属在氮素迁移转化关键过程中发挥了重要作用；与水体相比，水生植物根际细菌多样性较高，氮代谢活动更为活跃(P<0.05)，且主要参与碳代谢、转运蛋白、细菌双组分调节系统和群体感应等代谢功能途径；根际细菌固氮功能基因(nifH、nifD和nifK)、硝化作用功能基因(hao)、反硝化作用功能基因(nirS、norB和nosZ)、异化/同化硝酸盐还原基因(napA、nrfA、nirB和nasA)及其6个氮循环关键酶的相对丰度均显著升高(P<0.05)。研究表明，生态浮床水生植物根际的氮素周转能力强于周围水环境，其生物脱氮的最主要方式是反硝化和异化硝酸盐还原过程。

关键词：水生植物,生态浮床,根际微生物,氮循环作用

基金资助：国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”项目(2020YFD0900103)；北京市农林科学院青年科研基金(QNJJ202020)；河北省重点研发计划(22326701D，19226703D)；现代农业产业技术体系北京市渔业创新团队项目(BAIC07-2022-06)