第38卷第1期大连海洋大学学报Vol.38No.12023年2月JOURNALOFDALIANOCEANUNIVERSITYFeb.2023DOI:10.16535/j.cnki.dlhyxb.2022-131文章编号:2095-1388(2023)01-0012-10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曲疆奇1,刘青2,张清靖1∗,杨浩辰1,2,赵萌1,朱华1(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16SrRNA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;氮循环作用中图分类号:S949文献标志码:A生态浮床技术是一项造价成本较为低廉、管理便捷且无能源消耗的环境友好型水质调控修复技术[1],该技术被广泛应用于富营养化河湖水体和黑臭水体的生态修复和造景中[2-3]。水生植物是生态浮床最主要的组成成分之一。生态浮床可以利用水生植物根系主动吸收水体中的一部分氮、磷等营养物质以满足自身生长所需;同时,其根系在水中分散面积较大,可为微生物生长提供附着位点,并逐渐形成生物膜。水生植物根系分泌的氧气促使植物根系生物膜持续生长,并在胞外聚合物的作用下形成了“好氧-兼氧-缺氧”的微生物共生体环境,为水生植物根际氮循环过程和氮素转化提供了良好的场所,从而加速了大分子污染物的降解和转化,并达到水质净化的目的[4]。因此,深入了解浮床水生植物根际微生物群落结构及其功能对养殖池塘水质调控至关重要。中国是内...
