Relationships between environmental factors and N-cycling microbes reveal the indirect effect of further eutrophication on denitrification and DNRA in shallow lakes
作者：Xingyu Jiang, Changqing Liu, Jian Cai等
傳統觀(guān)點(diǎn)認為，富營(yíng)養化和隨后的藻華有利于湖泊生態(tài)系統中的反硝化和硝酸鹽異化還原成銨（DNRA）。然而，隨著(zhù)湖泊變得更加富營(yíng)養化，它們往往表現出越來(lái)越強的無(wú)機氮限制傾向。因此，由于氮有效性的不確定性，進(jìn)一步富營(yíng)養化對富營(yíng)養化湖泊反硝化和DNRA的影響尚不清楚。為了填補這一空白，我們通過(guò)定量PCR和16S rRNA測序分析，對中國江淮流域15個(gè)富營(yíng)養化淺水湖泊的AOA、AOB、nirS、nirK和nrfA基因豐度和氮循環(huán)微生物組成進(jìn)行了研究。結果表明，反硝化和DNRA速率主要受其功能基因豐度（nirS、nirK和nrfA）的調節，其次是環(huán)境因素（沉積物總有機碳和氮）的調節。從輕度到高度富營(yíng)養化湖泊，反硝化速率顯著(zhù)增加，但DNRA速率沒(méi)有。一種解釋是硝化作用為反硝化作用提供了充足的硝酸鹽，它們的基因豐度的正相關(guān)關(guān)系表明了這種協(xié)同作用。此外，Pseudomonas和Anaeromyxobacter是介導的脫氮和DNRA的優(yōu)勢屬，分別表現出兼性厭氧和嚴格厭氧硝酸鹽還原的潛力。在這些淺水湖泊中，高水平的溶解氧可能有利于兼性好氧反硝化菌，而不是專(zhuān)性厭氧發(fā)酵DNRA細菌。葉綠素a對硝化作用的基因豐度（AOA和AOB）有微弱但積極的影響。進(jìn)一步的富營(yíng)養化通過(guò)調節氮循環(huán)微生物的基因豐度，對反硝化作用和DNRA速率產(chǎn)生間接影響。
（來(lái)源：Water Research. 245, 120572 (2023). DOI: 10.1016/j.watres.2023.120572）