鸡粪菌渣好氧堆肥过程中氨氧化古菌及氨氧化细菌群落的动态变化

摘要

以amoA 基因为标记，通过Real-Time PCR和限制性片段长度多态性（Restriction fragment length polymorphism，RFLP）法对鸡粪菌渣好氧堆肥过程中的氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea, AOA）和氨氧化细菌（Ammonia-oxidizing bacteria, AOB）进行了丰度及群落结构的分析。结果表明，在堆制初期、好氧发酵高温期及后熟期，AOB的amoA 基因丰度均占主导优势，是AOA的38~992倍。进入好氧发酵高温期，AOA amoA 基因丰度下降至发酵前的0.9%，AOB下降至17.6%，后熟期AOA与AOB的amoA基因丰度与好氧发酵高温期相当。在上述3个阶段AOA与AOB各自存在一个绝对优势菌群，分别为Cluster 3和Nitrosomonas europaea，其中Cluster 3克隆子数目分别占整个克隆文库的70.73%、54.28%、72.45%，Nitrosomonas europaea克隆子数目分别占整个克隆文库的78.44%、93.20%、94.27%。堆肥3个阶段AOA的多样性指数变化不大，Shannon-Wiener值维持在1.53~1.60，但群落结构发生明显演替，随着堆肥温度升高，堆肥前期的一些菌群（Cluster 4、Cluster 5、Cluster 6）逐渐消失，新的菌群Cluster 1出现并成为堆肥中后期的第二大优势菌群。AOB无论是多样性指数还是群落组成，都发生剧烈的变化。AOB在堆肥前期Shannon-Wiener指数值最大（1.47），种群数最多（6个基因簇，分别为 Nitrosomonas europaea Cluster，Nitrosomonas halophila Cluster，Nitrosomonas communis Cluster，Nitrosomonas nitrosa Cluster，Nitrosospira briensis Cluster，Nitrosospira multiformis Cluster）；进入高温发酵期，Shannon-Wiener下降至0.45，群落结构单一，只有Nitrosomonas europaea Cluster和Nitrosomonas halophila Cluster；进入后熟期，AOB多样性及种群数得到一定程度的回升。