太湖沉积物反硝化功能基因丰度及其与N2O通量的关系

摘要

温室气体N2O的生成和排放与反硝化功能微生物关系密切,探讨沉积物反硝化微生物功能基因丰度及其与N2O通量的关系有助于更好地理解沉积物N2O生成与排放的微生物学机制.以太湖为研究对象,采用定量qPCR(Quantitative PCR)技术测定了太湖沉积物反硝化功能基因(nirK、nirS、norB和nosZ)丰度,阐明了太湖沉积物反消化功能基因丰度的季节变化规律,并分析了反硝化功能基因丰度与沉积物N2O通量及其他环境因子的关系.结果表明:太湖沉积物反硝化功能基因丰度呈现夏秋季高冬春季低,具有明显的季节变化特征,norB基因丰度最高,均值为9.03×109 copies·g?1,其次为nirS基因(1.14×109 copies·g?1),nirK和nosZ基因丰度均值分别为3.04×108 copies·g?1和1.09×108 copies·g?1.沉积物TN和NO2?是影响反硝化功能基因丰度的重要环境因子.夏秋季沉积物N2O通量为?0.12-0.04 nmol·g?1·h?1,均值为?0.05 nmol·g?1·h?1,与反硝化功能基因(nirK、nirS和nirB)丰度呈显著正相关(P<0.05),表明反硝化过程消耗了N2O.冬春季沉积物N2O通量为?0.05-0.48 nmol·g?1·h?1,均值为0.27 nmol·g?1·h?1,与反硝化功能基因丰度不具显著相关性,表明反硝化作用可能不是N2O产生的主要过程.