云南热泉中氨氧化古菌的accA基因与amoA基因丰度与环境因子NO2-和NO3-的相关性

摘要：

[目的]氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)可能通过近期刚发现的3-羟基丙酸盐/4-羟基丁酸盐途径(3-hydroxypropionate/4-hydroxybutyrate cycle,HP/HB)来固定CO2,在海洋和土壤环境下进行化能自养型生长.云南热泉系统已被证明具有丰富的AOA多样性.本论文旨在调查云南不同热泉中,这种CO2固定途径的关健酶——乙酰辅酶A羧化酶基因accA和古菌氨单加氧酶基因amoA,及原核微生物16S rRNA基因的丰度变化,以及它们与环境因子的相关性.[方法]选择20处代表性热泉沉积物样品,通过荧光定量PCR技术,获得各目的基因丰度;利用R软件包对各样点地化参数进行主成分分析(Principal ComponentAnalysis,PCA),并通过Mantel test检验各目的基因和地化参数间的相关性.[结果]细菌和古菌16S rRNA基因的丰度范围分别在6.6×107至4.19×1011和1.27×106至1.51 ×1011拷贝/g沉积物;古菌accA和amoA基因的丰度范围为8.89×103至6.49×105和7.64×103至4.36×105拷贝/g沉积物,Mantel test结果显示accA和amoA基因丰度间具有极显著的相关性(R =0.98,P＜0.001),两者又分别都与热泉内的NO2-和NO3-浓度存在显著相关,与pH值等其它环境因子没有明显统计学意义上的相关性.[结论]云南地区热泉间的细菌和古菌丰度,以及两者比例关系都存在较大差异;相关性的统计结果进一步证明了热泉环境下的氨氧化古菌是通过HP/HB途径进行CO2固定;本次研究并未发现氨氧化古菌的丰度与环境pH存在明显统计学意义上的相关性,这与常温土壤环境的相关研究结果存在不同.

关键词：云南热泉、原核微生物丰度、氨氧化古菌、accA基因、amoA基因、荧光定量PCR

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分类号：Q939(微生物学)

资助基金：科技部国际合作专项2013DFA31980;国家自然科学基金项目31300430;云南省自然科学基金重点项目2013FA004;河南省基础与前沿项目132300410201;Supported by the Key Project of International Cooperation of China Ministry of Science & Technology MOST 2013DFA31980,by the National Natural Science Foundation of China 31300430,by the Key Project of Yunnan Provincial Natural Science Foundation 2013FA004 and by the Project of Henan Provincial Basic and Advanced Foundation 132300410201

在线出版日期：2015-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1462-1470