不同pH和氧气条件下土壤古菌与海洋古菌的竞争适应机制

pH和氧气是古菌氨氧化活性的关键限制因子.然而,复杂土壤中不同古菌生态型(土壤古菌和海洋古菌)对pH和氧气的竞争适应规律尚未有相关报道.选择活性氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)为类海洋古菌Group1.1a-associated的酸性森林土(pH5.40)和活性氨氧化古菌为土壤类古菌Group 1.1b的碱性水稻土(pH8.02),调节混合土壤pH和氧气浓度;设置稳定性同位素核酸探针实验,通过微宇宙室内培养,监测土壤硝化强度;利用实时荧光定量qPCR和454高通量测序研究pH和氧气对土壤氨氧化古菌和细菌的影响规律.结果表明:pH3.8下没有硝化作用发生,而pH6.0和7.6则发生了强烈硝化作用,且高氧环境下硝化作用强于低氧环境;加底物培养后,氨氧化古菌数量明显增加;活性氨氧化古菌几乎全为土壤类古菌Group 1.1b.研究表明:尽管氧气对硝化作用也有一定影响,但pH是影响硝化作用的主要因素;与类海洋古菌相比,土壤类古菌Group 1.1b更能适应高氧和低氧的碱性土壤环境,因此具有更强的竞争力.