亞硝酸鹽氧化細菌研究進展與展望

摘要：亞硝酸鹽氧化細菌（Nitrite Oxidizing Bacteria，NOB）是全球氮循環過程中的關鍵微生物，主要功能是將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽。近十年來基于現代分子生態技術的發展，NOB的研究取得了很大的進展，主要包括：NOB的碳氮代謝途徑及多樣性遠遠超過以往的認知，如NOB不僅可以氧化亞硝酸鹽，也可以氧化尿素、氨以及氰酸鹽獲取能量；豐富了NOB與環境因素的響應及生態位分化特征的研究，其中Nitrospira 更偏好于低氧的貧營養環境，中溫的富營養環境更有利于Nitrobacter 的生存；對NOB Nitrospira與全程氨氧化細菌（Complete Ammonia Oxidizer，comammox Nitrospira）之間的聯系與差異進行了初步探索，二者雖然同屬于Nitrospira 譜系并且都具備亞硝酸鹽氧化能力，但comammox Nitrospira 對亞硝酸鹽的親和力較低而對氨具有較高的親和力，主要分布在低氨的寡營養生境，而NOB Nitrospira 對亞硝酸鹽有較高親和力，主要分布在低亞硝酸鹽環境。本文基于上述最新研究進展進行了介紹與總結，并對該領域今后的研究進行了展望：在今后的研究中土壤環境或許可以成為NOB研究的新切入點；迫切需要探究縮短NOB分離和培養的方法并結合分子生態技術揭示NOB代謝多樣性的實際依據以及NOB在碳氮循環中的真正貢獻；探究NOB在代謝和生物化學方面的新機制，為揭示和預測NOB在環境中的響應提供理論支持。

關鍵詞：亞硝酸鹽氧化細菌；亞硝酸鹽氧化；代謝多樣性；全程氨氧化細菌；土壤

中圖分類號：X172 文獻標志碼：A 文章編號：2095-6819（2025）01-0011-11 doi： 10.13254/j.jare.2023.0791

氮循環是生態系統中物質能量轉化的重要組成部分，與生物代謝有著密不可分的關系[1]。……