湖泊沉积物的氮代谢微生物、功能基因及代谢途径分析：以贵州省红枫湖为例

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：刘倩,陈晓,李彦澄,何雨含,李江

单位：贵州大学资源与环境工程学院, 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室, 贵阳 550025,贵州大学资源与环境工程学院, 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室, 贵阳 550025,贵州大学资源与环境工程学院, 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室, 贵阳 550025,贵州喀斯特环境生态系统教育部野外科学观测研究站, 贵阳 550025,贵州大学资源与环境工程学院, 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室, 贵阳 550025,贵州大学资源与环境工程学院, 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室, 贵阳 550025,贵州喀斯特环境生态系统教育部野外科学观测研究站, 贵阳 550025

摘要：氮循环是湖泊生态系统中物质循环和能量流动的重要过程,在湖泊沉积物中,由微生物驱动的氮循环在维持湖泊生态系统平衡中发挥了重要作用.选择贵州省红枫湖作为研究对象,采集湖泊沉积物进行理化性质分析,并利用宏基因组学技术分析沉积物中的氮代谢微生物、功能基因、代谢途径及其相互关系.结果表明,红枫湖沉积物中的氮代谢微生物主要为细菌,其相对丰度前3的优势菌属分别为硫杆菌属（Thiobacillus,16.64%）、红长命菌属（Rubrivivax,9.43%）和硝化螺旋菌属（Nitrospira,7.09%）；共检测到6条氮代谢途径,分别为固氮、硝化、反硝化、同化硝酸盐还原、异化硝酸盐还原和完全硝化,主要以反硝化和异化硝酸盐还原途径为主,未检测到厌氧氨氧化途径；细菌和古菌参与了6条氮代谢途径,真核生物参与了3条途径,分别是异化硝酸盐还原、反硝化和完全硝化；氨氮、硝酸盐氮和总磷是氮代谢功能基因分布的主要环境影响因子,但在不同环境中存在差异；氮代谢功能基因与微生物之间绝大多数呈正相关关系（95.04%）,其中,丰度最高且宿主最多的氮代谢基因分别为narG、narZ和nxrA. 研究结果进一步阐释了贵州喀斯特地区典型湖泊的氮循环过程.

关键词：红枫湖,宏基因组学,氮循环,功能基因,代谢途径,