異化鐵還原菌介導的硝酸鹽還原亞鐵氧化過程

張相杰，陳國俊，李涵，李芳柏，劉同旭

(1.華南農業大學 資源環境學院，廣州 510650；2.廣東省科學院 生態環境與土壤研究所；華南土壤污染控制與修復國家地方聯合工程研究中心；廣東省農業環境綜合治理重點實驗室，廣州 510650)

鐵是地殼中第四豐富的元素，也是生物圈中最普遍存在的氧化還原活性金屬[1]。鐵長期以來被認為是生命所必須的，鐵氧化菌(FeOB)與鐵還原菌(FeRB)驅動了鐵的生物地球化學循環。鐵循環過程控制著土壤有機物礦化、甲烷排放、重金屬的吸附固定、反硝化等環境過程，是連接土壤養分循環與污染物轉化的紐帶，是推動物質循環與能量代謝的重要引擎[2-6]。氮是核苷酸和氨基酸的基本組成元素，是構成生命的基本元素，從根本上影響著大多數生態系統的結構和功能[7]。硝酸鹽作為氮循環網絡的關鍵節點，在自然界氮循環過程中起著至關重要的作用。在農業生產中，氮素的輸入至關重要，而微生物的反硝化作用會導致氮素的大量流失[8]。微生物通過反硝化過程、異化硝酸鹽還原成銨、厭氧氨氧化競爭性還原硝酸鹽[9]。硝酸鹽還原的產物N2O作為重要的溫室氣體，超過60%的排放來自農業土壤，而土壤中超過2/3的N2O排放可歸因于細菌和真菌生物與非生物反硝化過程共同作用的結果[10-11]。因此，微生物驅動的硝酸鹽還原過程對元素地球化學循環、農業生產、溫室氣體排放等方面具有重要意義。

筆者選取發酵型和呼吸型兩種鐵還原菌作為模式菌株，研究其驅動NRFO過程。……