反硝化菌群的萘代谢与反硝化偶联机制

来源：环境科学杂志2018年第1期北京时间：

作者：张泽宇,王明霞,程永毅,周志峰

单位：西南大学资源环境学院, 重庆 400715,西南大学资源环境学院, 重庆 400715,西南大学资源环境学院, 重庆 400715,西南大学资源环境学院, 重庆 400715

摘要：为探寻反硝化与萘代谢过程的偶联机制，从潜在PAHs（polycyclic aromatic hydrocarbons）污染的土壤中富集获取了萘的反硝化降解菌群.通过Illumina MiSeq测序对其细菌群落结构进行了解析，并研究其萘代谢过程中反硝化电子受体[硝酸根（NO₃-）、亚硝酸根（NO₂-）]浓度、气态还原产物[氧化亚氮（N₂O）、氮气（N₂）]产生速率及反硝化微生物相关的narG（periplasmic nitrate reductase gene）和nirS（cd₁-nitrite reductase gene）基因丰度的动态变化.Illumina MiSeq测序结果表明，变形菌门中的Pseudomonas是该富集菌群中丰度最高的菌属.富集获取的萘反硝化降解菌群9 d内对萘的降解率为49.11%，培养初期（1~3 d）及末期（7~9 d）萘的降解速率无差异，但它们均显著高于培养中期（3~7 d）的降解速率（P<0.05）.培养期间，培养液中NO₃-浓度呈逐渐下降趋势，而NO₂-积累出现在第1~3 d.培养的3~9 d，NO₂-浓度迅速下降，但在培养中期（3~7 d）未检测到气体产生，只在培养末期（7~9 d）检测到明显的N₂O[3.39 μg·（L·h）-1]和N₂[8.97 μg·（L·h）-1]的产生.在培养期间narG及nirS基因的丰度均随培养时间而上升，表明该富集菌群中反硝化微生物丰度的逐渐增加.综上，NO₃-还原过程及随后的NO₂-还原过程等产气过程均可能与萘的厌氧降解过程相偶联，该结果可为进一步深入探讨萘的反硝化代谢机制打下基础.

关键词：萘,富集菌群,反硝化,厌氧降解,偶联机制,