白洋淀湖滨湿地岸边带氨氧化古菌与氨氧化细菌的分布特性

通过分子生物学分析方法,以amoA基因为标记,考察了氨氧化古菌(Ammonia-Oxidizing Archaea,AOA)和氨氧化细菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)在华北平原的白洋淀这一典型湖泊的湖滨湿地岸边带系统中的生物多样性和丰度分布。在前人的研究中,氨氧化古菌在海洋、原生态土壤和人为干扰土壤等环境中主导氨氧化过程的完成。但本研究发现,在湿地岸边带系统中氨氧化过程并不是完全由氨氧化古菌主导完成,即氨氧化古菌和氨氧化细菌在不同区域分别占据主导地位。根据主导微生物的不同,可以将湿地岸边带区域划分为陆相区、中间区和湖相区。在湿地岸边带陆相区,氨氧化古菌主导氨氧化过程,氨氧化古菌的amoA基因丰度是氨氧化细菌的526倍(AOA:1.23×108个/g干土;AOB:2.34×105个/g干土);在岸边带湖相区,氨氧化细菌主导氨氧化过程,氨氧化古菌的amoA基因丰度只有氨氧化细菌的1/50倍(AOA:3.17×106个/g干土;AOB:1.39×108个/g干土);在岸边带中间区,两种微生物对氨氧化过程的贡献相当,二者的amoA基因丰度也相当(AOA:9.83×106,AOB:4.08×106)。研究还发现,湿地中间区的微生物生物多样性高于陆相区和湖相区。在湿地中间区,氨氧化古菌和氨氧化细菌的生物多样性都最高,分别有5和7个操作分类单元(OTUs);相比之下,岸边带陆相区和湖相区的多样性依次降低,陆相区的氨氧化古菌和氨氧化细菌分别有3和6个操作分类单元,湖相区的氨氧化古菌和氨氧化细菌分别有2和6个分类单元。所得结论反映了湿地岸边带极强的空间异质性。