大辽河口及其毗邻区域水体反硝化功能基因的定量研究

摘要：

近年来随着辽河口两岸经济的发展,大辽河水质受氮素污染越来越严重.反硝化作用是微生物介导的氮循环中一个重要过程,对河口水体中过量氮素的去除和富营养化的缓解意义重大.因此,开展大辽河口水体反硝化作用的研究尤为重要.以大辽河入海河段、大辽河河口和近岸海域为研究对象,采用实时定量PCR法对其进行了水体中反硝化细菌(以功能基因nirS、nirK和nosZ为主)的空间分布特征研究,并通过因子分析和冗余分析(RDA)研究了基因丰度与环境因子间的相关性.结果表明:①不同站位大辽河口及其毗邻区域的水样中nirK、nirS和nosZ基因的丰度变化范围分别为7.73×105～2.54×108、3.19×105～3.19×107、3.22×103～4.92×105 copies∕L,各基因平均值大小表现为nirK>nirS>nosZ;3种基因中,nirK和nirS基因大多在调查河流的上游和入海口站位丰度较高,而nosZ基因丰度在河流段由上游到河口逐渐增高,且由河口到近海呈现降低的趋势.②大辽河口及其毗邻区域(nirK+nirS)∕nosZ在3.23×101～1.76×103之间,平均值为454.77,表明存在较多的N2O气体排放,特别是河口到近海区域.③ρ(As)、ρ(Cd)、ρ(Cr)、ρ(SiO32-)、ρ(NO3-)、T、pH和盐度主导了大辽河口及毗邻区域水环境的整体状况,应继续关注主导因子对水环境的影响;水环境因子对反硝化功能基因丰度影响的相关性大小表现为ρ(DO)>ρ(TN)>ρ(NO2-)>ρ(SiO32-)>ρ(Cd)>ρ(NO3-)>盐度>ρ(As)>ρ(Cr)>T>ρ(Zn)>pH,蒙特卡罗检验得出无显著影响的因子,因此大辽河口及毗邻区域反硝化功能基因丰度是由各项环境因子相互作用、共同影响的结果.研究显示,水体中反硝化有关的微生物对环境的响应不同,各项环境因素共同控制了群落组成,为了更好地进行水体治理与保护,应持续关注水体中的反硝化功能基因.

关键词：大辽河口;反硝化;水体;实时定量PCR;环境因子

所属期刊栏目：34

分类号：X171.5(环境生物学)

资助基金：国家重点研发计划项目No.2016YFA0600903

在线出版日期：2021-11-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2625-2635