土壤学报

作者：唐修峰，秦华，匡璐，王欣欣，宋玉翔，高豪，刘林梦，任一，单军，张焕朝，王保战

单位：唐修峰，南京林业大学林学院, 南京 210037;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,秦华，浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室, 杭州 311300；,匡璐，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,王欣欣，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,宋玉翔，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,高豪，上海美吉生物医药科技有限公司, 上海 201318；,刘林梦，上海美吉生物医药科技有限公司, 上海 201318；,任一，上海美吉生物医药科技有限公司, 上海 201318；,单军，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,张焕朝，南京林业大学林学院, 南京 210037；hczhang@njfu.edu.cn,王保战，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008;南京农业大学生命科学学院, 南京 210095；bzwang@issas.ac.cn,

关键词：酸性森林土壤;氨氧化微生物;comammox;amoA基因;宏基因组学

基金：浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室开放基金（KF2017-02）和国家自然科学基金项目（41977056，41671252）资助

全球30%以上陆地面积是酸性土壤（pH<5.5），而酸性土壤中氨氧化微生物群落特征研究是破译其硝化过程微生物学机理的基础。尤其随着完全硝化微生物（Complete ammonia oxidizer，comammox）的发现，亟需重新认知酸性土壤中氨氧化微生物类群。以酸性马尾松林为研究对象，综合利用荧光定量PCR（qPCR）、凝胶电泳半定量和宏基因组测序等技术研究土壤中氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea，AOA）、氨氧化细菌（Ammonia-oxidizing bacteria，AOB）和Comammox的相对丰度以及群落组成特征。研究发现AOA和AOB amoA基因丰度分别为2.61×106 copies·g-1和1.45×106 copies·g-1；而comammox amoA基因qPCR结果存在显著的非特异性扩增，导致其丰度被高估，而经凝胶电泳半定量矫正后，约为（1.38～1.47）×106 copies·g-1，该结果和土壤宏基因测序揭示的comammox相对丰度基本吻合。此外，宏基因组分析发现经典嗜酸group 1.1a-associated仅占AOA总类群的12%，而group 1.1b则占88%，尽管目前仍未有嗜酸group 1.1b AOA纯菌株的报道。AOB主要类群为Nitrosospira（约64%），而Nitrosomonas约占36%。Comammox主要类群为clade B（约64%），而clade A仅占36%且均隶属于clade A.1亚枝，这暗示clade B与已报道的嗜中性comammox clade A纯菌株有极大的生理代谢差异。总之，本研究提供了综合利用qPCR、半定量和宏基因组分析土壤氨氧化微生物群落的策略，并建议优化comammox的qPCR引物，同时本研究系统分析了酸性马尾松林土壤中氨氧化微生物的相对丰度和群落组成特征。

来源：2021年第5期

《土壤学报》期刊编辑部

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