淡水養殖環境中氨氧化微生物的變化分析

王艷玲

(新疆塔里木河流域喀什管理局，新疆維吾爾自治區庫爾勒市 841000)

0 前言

氮素屬于水產養殖過程當中相對比較重要的污染物，其出現的根本原因就是殘餌和淡水養殖生物的排泄物。如果氮素到達了水體自凈能力最大限度之后，就非常容易出現水體富氧化，使養殖生物出現較為嚴重的毒素。基于此必須要有效降低氮素污染物的實際濃度情況。

1 氨氧化細菌與氨氧化古菌的相關概述

1.1 生態分布情況

氨氧化微生物生態學研究的重點內容主要包括AOA和AOB群落在不同的環境中的分布變化情況，當前階段我國一部分學者研究了不同環境沉積物和土壤，并且一部分研究者證實了蝦養殖池塘底部AOA的實際存在。據研究者馬少杰對南美白對蝦養殖池塘進行研究，發現了四周的AOB存在非常多，而池塘底泥和水體中相對較少，并且我國對混養池塘進行研究發現AOA存在的數量明顯大于AOB存在的數量，但是AOA基因表達活性相較于AOB低，這二者之間的多樣性將會隨著底泥深度的正價逐漸下降。AOA和AOB群落往往會隨著季節變化而出現一定的變化，混養池塘多樣性指數和均勻度指數往往會在八九月份最低，而養魚池塘底泥當中氨氧化微生物amoA基因最高濃度將會出現在夏、秋兩個季節。

1.2 氨氧化細菌與氨氧化古菌系統發育的具體情況

在實際自然環境當中，氨氧化微生物分布必然會隨著生境情況和生態位發生改變，根據與之相關的16SrRNA基因序列系統發育分析情況可以知道所有AOB都是變形菌綱β亞綱與r亞綱，β變形菌綱AOB在具體自然環境當中將會一直處于優勢地位[1]。

相較于AOB而言，AOA生態位較寬，在貧養條件之下，所帶來的能源壓力相對較為持久，古菌主要分布在古菌門和廣古菌門、出古菌門和納米古菌門以及奇古菌門當中，在奇古菌門相對比較常見的分支就是Group I，實際上主要包括了Group I.1、Group I.3與Group I.2等幾個相關分支。至于在混養池塘當中0～2厘米間的底泥中AOA主要是Nitrososphaera屬，而在10～15厘米和20～25厘米深度的底泥AOA主要是Nitrosopumilus屬，在普通淡水蝦養殖塘當中，只有一個OTU序列是沒有分類的古菌，剩下的都是泉古菌門[2]。

1.3 氨氧化細菌與古菌對環境因子的具體響應情況

據學者覃雅發現，池塘地層水體AOBamoA基因拷貝數和具體溫度情況、總磷呈現相對比較明顯的正相關，而表層AOBamoA基因拷貝數往往會和有機碳呈現相對比較明顯的負相關。另外，氨氮、硝態氮以及總氮和亞硝態氮數量也將會給AOB分布情況帶來巨大影響[3]。王萃等人發現，在密云水庫底泥沉積物與庫濱帶土壤當中AOB多樣性和數量差異相對比較大，沉積物當中AOB多樣性指數最低，在沉積物和水陸交錯帶土壤，相關AOB優勢種往往與NH4-N、NO3-N、PH以及TOC呈現正相關的關系，而在陸相土壤和農田土壤當中，AOB最大的優點就是能夠與相關的環境因素呈負相關。通過對抗生物類對AOA以及AOB生長和群落結構影響情況進行研究發現，氯霉素往往會給AOB群落結構帶來巨大的影響，而恩諾沙星與磺胺嘧啶等相關物質給群落結構帶來的影響較小，但是這幾種物質給AOA群落結構所能夠帶來的影響微乎其微。

2 厭氧氨氧化細菌概述

2.1 厭氧氨氧化細菌

在當前階段視同16SrRNA基因測試技術和15N同位素以及qPCR等相關技術對厭氧氨氧化細菌進行充分研究分析，最終證實了不同淡水養殖環境當中都會存在anammox，而且qPCR結果還顯示，在底泥當中Anammox拷貝數值主要包括5.6×104～2.1×105，對相關水體養殖場夏季和冬季不同養殖品種沉積物進行一定的研究，發現在養殖區當中沉積物anammox多樣性相對不高，養殖會因季節給環境當中anammox菌群所造成的影響相對較高，而且一些學者對某區域底泥當中的anammox細菌群落結構進行一系列研究，發現其受季節影響較為明顯，在10月份該物質多樣性和均勻度以及豐度情況都會比1月份高。

2.2 相關性情況分析

厭氧氨氧化實際上屬于浮霉菌門，在當前階段已經發現了大致有五個候選屬。分別是Brocadia、Kuenenia、Anammoxoglobus以及jettenia與Scalindua等相關物質，在不同生境當中anammox優勢類群都有相對比較明顯的不同。據相關資料顯示厭氧氨氧化細菌在具體自然環境當中分布差異主要體現了微生物對環境因子變化的響應情況，在海洋底泥當中和海水水體地揚區當中，所含有有機質的具體情況、氨氣濃度情況以及雅琴度都會給厭氧氨氧化反應帶來巨大影響，在其他相關生態系統當中，環境當中氧等相關物質的含量和與理化指標都會給氨氧化的生長速率帶來巨大影響。在相關河口和海岸帶當中，厭氧氨氧化菌絕大多數情況會隨著無機氮濃度下降從岸邊地帶向深海區逐漸遞減，從土壤樣品當中可以知道，相關環境將會決定該物質存在的具體水平。

3 結語

利用分子生態學、同位素示蹤相關技術，對當前水產養殖環境當中的氮循環情況和氮素循環過程進行了一系列研究，并得出了淡水硝化作用和氨氧化微生物時空分布特征和影響因子，了解其變化情況。