北京市科技新星计划(2011095)
- 作品数：6 被引量：67H指数：5
- 相关作者：祝贵兵周磊榴王衫允尹澄清周蓉更多>>
- 相关机构：中国科学院生态环境研究中心中国科学院北京科技大学更多>>
- 发文基金：北京市科技新星计划国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程更多>>
- 白洋淀富营养化湖泊湿地厌氧氨氧化菌的分布及对氮循环的影响被引量：29
- 2012年
- 随着生物反应器和海洋生态系统中厌氧氨氧化反应的发现,自然生态系统的氮循环过程被重新认识,但是目前厌氧氨氧化过程是否也存在于富营养化湖泊湿地并发挥着重要作用,还未见报道。结合15N同位素示踪与分子生物学技术研究了白洋淀湖泊湿地沉积物中厌氧氨氧化菌的分布、菌群结构特性、生物多样性及其活性。结果表明,在藻类影响导致的高氨氮沉积物中,厌氧氨氧化菌具有广泛存在性。通过构建16S rRNA克隆文库发现,沉积物中厌氧氨氧化菌的生物多样性相对较低,在2%差异度的条件下,30个克隆序列只分为5个操作分类单元(OTUs),代表序列与Genebank数据库中已探明的厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia fulgida和Candidatus Brocadia anammoxidans同源性最高,分别可达97%和96%。同位素示踪结果表明,白洋淀湖泊湿地沉积物中厌氧氨氧化活性为0.19—7.78 nmol N g-1h-1,空间差异较大,产生的氮气占此沉积物总氮气生成量的0.64%—20.65%,体现了湿地的异质性。通过得出的厌氧氨氧化反应速率推算每年由厌氧氨氧化反应损失的氮量为1.8—78gN m-2a-1,对白洋淀氮循环起到非常重要的作用。富营养化湖泊湿地沉积物中厌氧氨氧化反应的发现为研究厌氧氨氧化对氮循环的重要影响提供了新证据。
- 王衫允祝贵兵曲冬梅尹澄清
- 关键词：厌氧氨氧化富营养化湖泊氮循环
- 洞庭湖岸边带沉积物氨氧化古菌的丰度、多样性及对氨氧化的贡献被引量：18
- 2013年
- 采用分子生物学的方法(定性/定量PCR、克隆文库)对洞庭湖岸边带沉积物中氨氧化古菌(Ammonia-Oxidizing Archaea,AOA)进行分子水平的多样性和丰度分析,并结合硝化速率潜势(Potential Nitrification Rate,PNR)剖析AOA在洞庭湖岸边带沉积物中氨氧化的作用.采用实时荧光定量PCR技术对氨氧化古菌AOA和氨氧化细菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria,AOB)进行靶向amoA基因(氨氧化关键功能基因)的定量分析,发现古菌amoA基因的丰度为1.49×107～1.97×108copies·g-1(以干土计),高于细菌amoA基因丰度(1.52×104～2.45×106copies·g-1,以干土计)1～4个数量级.洞庭湖岸边带沉积物硝化速率潜势为1.11～6.47nmol·g-·1h-1(以N计),比细胞硝化速率为0.55～1.68fmol·cell-·1d-1(以NH3计).硝化速率潜势与古菌amoA基因丰度之间呈现正向变化趋势,而与细菌amoA基因丰度呈负向变化趋势,指示了低氨氮环境下AOA在氨氧化过程中的主导作用.生物多样性分析表明,经酶切分型后得到的22个古菌amoA基因序列以97%的相似度划分为8个独立操作单元(Operational Taxonomic Unit,OTU).系统发育分析显示,OTU1～6(14个序列)属于第一分支,OTU7～8(8个序列)属于第二分支,且均属于一个新命名的古菌类群--奇古菌门(Thaumarchaeota).
- 周磊榴祝贵兵王衫允姜博
- 关键词：多样性丰度
- 厌氧氨氧化细菌和反硝化厌氧甲烷氧化细菌在岸边带土壤中的分布规律被引量：6
- 2015年
- 厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation,anammox）和反硝化厌氧甲烷氧化（nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,n-damo）的发现打破了人们长久以来对生物氮、碳循环的传统认识.厌氧氨氧化细菌（anammox bacteria）和反硝化厌氧甲烷氧化细菌（n-damo bacteria）在水生态系统均有分布,并且在全球氮、碳循环中发挥重要作用.但它们在岸边带土壤中的存在和分布还不甚清楚.因此,本文对湖泊岸边带土壤中厌氧氨氧化细菌和反硝化厌氧甲烷氧化细菌的存在和分布进行了研究.基于厌氧氨氧化细菌hzs B基因（联氨合成酶关键基因）和M.oxyfera-like细菌16S rRNA基因的序列分析,分别证明了厌氧氨氧化细菌和M.oxyfera-like细菌在白洋淀湖泊岸边带深层土壤中的共同存在.厌氧氨氧化细菌hzs B基因定量PCR结果显示,其主要分布在地下水位附近及以下部分（40~100 cm）,而在表层（0~40 cm）土壤中未被检测到.M.oxyfera-like细菌16S rRNA基因定量PCR结果显示,不同深度的土壤均有M.oxyfera-like细菌分布,并且其丰度随着土壤深度的增加而递增.这些结果说明厌氧氨氧化细菌和M.oxyfera-like细菌在湖泊岸边带深层土壤中共同存在,并且有不同的分布规律.
- 夏超祝贵兵邹雨璇周蓉赵思研
- 关键词：岸边带
- 稻田土壤反硝化厌氧甲烷氧化菌的时空分布与群落结构分析被引量：8
- 2015年
- 由'Candidatus Methylomirabilis oxyfera'主导发生的以甲烷和亚硝酸盐为底物的反硝化厌氧甲烷氧化反应(nitrite-dependent anaerobic methane-oxidizing,n-damo)的发现,将生物地球化学碳循环和氮循环以新的方式结合起来.本研究以夏季和冬季江阴稻田土壤柱状样品为研究对象,对稻田土壤M.oxyfera-like菌的时空分布和群落结构进行了考察.M.oxyfera-like菌16S rRNA基因的定量PCR结果显示M.oxyfera-like菌的丰度随着土壤深度的增加而增加,且无明显季节性差异,60~200 cm深度的稻田土壤是M.oxyfera-like菌的高丰度区域.M.oxyfera-like菌pmo A基因的系统发育分析和生物多样性分析显示M.oxyfera-like菌的群落结构具有一定的时空异质性,且生物多样性随着土壤深度的增加而增加.这些结果都说明江阴稻田深层土壤(60~200 cm)是适宜M.oxyfera-like菌生存的生态环境.
- 周蓉祝贵兵周磊榴邹雨璇王春荣
- 关键词：稻田土壤丰度
- 罗马湖旁路/离线人工湿地系统CO_2、CH_4和N_2O排放通量动态研究被引量：3
- 2014年
- 为了研究旁路／离线人工湿地系统在净化水体时的温室气体排放状况及其与环境因子的关系，于2010年7～11月，采用静态箱～气相色谱法，对罗马湖旁路／离线人工湿地系统的3个不同景观结构单元f温榆河龙道河交叉处河岸带S1采样点、龙道河河道s2采样点和罗马东湖湖岸带s3采样点）的CO2、CH,和N2O排放通量进行了同步采样和对比研究，探讨了影响温室气体排放的主要环境因子。研究结果表明，该湿地系统CO2、CH。和N：O的排放通量都有明显的时空变化特征。从空间上看，S1采样点和s2采样点的CO：月平均排放通量较高，分别为73．5mg／（m2．h）和75．1mg／（m2．h），与其表层（0--5cm）沉积物中较高的有机质含量（7．04±29．4g／kg）有关。S2采样点的CH4月平均排放通量[4．78mg／（m2·h）]高于s1采样点[1．59mg／（m2·h）]和s3采样点[1．70mg／（m2·h）]，其与该采样点水体中的氧化还原电位显著负相关（r=-0．779，p〈0．01）。3个不同景观结构单元的N2O排放通量差异不大[0．022~0．025mg／（m2．h）】；相关性分析结果表明，N2O排放通量与表层沉积物的N02-—N含量显著正相关fr=0．689，p〈0．05）。从时间上看，水温是影响旁路／离线人工湿地系统运行时CH4和N2O排放通量的重要环境因子。
- 王朝旭祝贵兵冯晓娟叶磊尹澄清
- 关键词：温室气体排放通量环境因子
- 低温条件下湿地氨氮强化净化技术及其氨氧化微生物机制被引量：6
- 2014年
- 针对北方寒冷冬季水源地氨氮微污染水体的特征,构建间歇流人工湿地系统并同步采用分子生物学方法对湿地系统中的氨氧化古菌和氨氧化细菌的丰度和古菌的多样性进行分析,并结合硝化速率潜势来研究氨氧化古菌和氨氧化细菌在氨氧化过程中的作用.结果表明:平均气温为5℃时,最佳运行工况为:停留时间21 h,水力负荷4.2 cm·d-1,氨氮去除率达99%;平均气温为-5℃时,最佳运行工况为:水力停留时间为21 h,水力负荷3.6 cm·d-1,氨氮去除率达81%,去除效率稳定.在低温条件下,氨氧化古菌和氨氧化细菌中amoA基因的丰度会因温度降低而减少,古菌中amoA基因丰度高于细菌2.9~33.2倍,且硝化速率潜势与氨氧化古菌中amoA基因丰度呈正向变化趋势,而与氨氧化细菌无显著相关,表明氨氧化古菌在低温条件下的氨氧化过程中起主导作用.湿地系统中的氨氧化古菌的生物多样性具有季节性变化,系统发育分析显示,夏季样品8个OTU全部属于土壤支系;冬季样品11个OTU序列属于土壤支系,2个OTU序列属于海洋水体支系,多样性较高.夏季和冬季样品中氨氧化古菌均属于一个新命名的古菌类群——奇古菌门(Thaumarchaeota).本文建立了一种在低温条件下基于氨氧化古菌有效强化湿地氨氮净化处理的稳定运行技术,为寒冷地区强化湿地去除氨氮提供了理论依据.
- 邹雨璇祝贵兵冯晓娟夏超夏超
- 关键词：人工湿地氨氮去除
