磷酸三苯酯对根际氨氧化过程及N2O排放的影响:全程氨氧化菌的积极响应

    • 摘要: 磷酸三苯酯(TPhP)是倍受关注的一种典型有机磷酸酯(OPEs),广泛存在于地表水环境中,生态风险高,研究其对水生生态系统中根际氨氧化菌的影响效应,可以深入了解氮循环菌对有机污染物胁迫的响应,进而为N2O减排提供重要的理论支持。本研究以芦苇(Phragmites australis)为供试植物,开展TPhP在环境浓度水平上的暴露实验,利用实时荧光定量PCR技术和宏基因组学技术,研究了TPhP对芦苇根际氨氧化过程及N2O排放的影响。结果表明,TPhP胁迫下,全程氨氧化菌(CMX)的丰度明显增加,氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的代谢受到显著抑制。TPhP促进根际氨氮向硝态氮的转化,大幅降低植物培养体系的N?O排放通量。从氨氧化速率的角度来看,AOA的贡献几乎可以忽略不计;相比之下,CMX和AOB的氨氧化速率与其丰度的变化呈现出一致性:即CMX氨氧化速率显著提升,AOB的氨氧化速率明显下降,这一变化趋势有效抑制了N?O的产生潜势。此外,通过宏基因组学分析发现TPhP能够增强根际微生物之间的协同作用,并上调氨单加氧酶(amo)基因的表达水平,促进了CMX菌中Nitrospira属的增长,但抑制了AOA菌中Nitrosarchaeum属和AOB菌中Nitrosomonas属的活性。本研究既可以为全面了解TPhP对氮循环相关菌的影响提供数据支持,还能够为进一步了解全程氨氧化菌在TPhP胁迫下的功能拓展思路。

       

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