厌氧氨氧化菌的物种多样性与生态分布

5期　　　　　　　　　　　　　　陈婷婷等:厌氧氨氧化菌的物种多样性与生态分布　　　　　　1231

2　亚硝酸细菌211　亚硝酸细菌的种类

能够将氨氧化为亚硝酸盐的细菌被称为亚硝酸细菌

[21]

.亚硝酸细菌包含3个属,即Nitrosomonas、

[22]

Nitrosococcus和Nitrosospiratrosomonas属中N.

.经过检测,已发现Ni2

eutropha、N.

halo2

图3　氨单加氧酶(ammoniaAMO)的NOx循

环模型[28]

Fi.　NOxa)2NO22dependentammoniaanoxicconditions;b)有氧时O2依赖型O22dependentammoniaoxidationsystemworkedconditions.

europaea、N.

phila3个种以及其他一些菌株具有厌氧氨氧化能

力

[23-25]

.在Nitrosococcus和Nitrosospira属中是否也

存在具有厌氧氨氧化能力的种类,还有待进一步研

究探明.212　亚硝酸细菌的特性21211厌氧氨氧化活性　为电子受体,,从中获得能量,

[26]

同化CO2.但是,近期研究发现,一些亚硝酸细菌除了能够利用氧作为电子受体外,也能利用亚硝酸盐、NO、NO2作为电子受体,将氨氧化为N2,这些亚硝酸细菌具有厌氧氨氧化能力

[23-25]

25℃时大约70%NO2以二聚物N2O4的形式存在,

[27]

(图3).推测N2O4是氨的直接氧化剂

有氧条件下,N.halophila进行自养生长,能够以氨作为唯一能源同化CO2,最大氨氧化速率为

.

[23]

d;无氧条件下,该菌进行厌氧氨

-1-1

氧化,最大氨氧化速率为0177mg L d,最大

-1-1

亚硝酸还原速率为0193mg L d,氨和亚硝9183mg L

-1-1

据文献报道

,N.europaea含有氨单加氧酶和

羟胺氧还酶,在有氧条件下,能将氨氧化成为亚硝酸

+-盐(即NH4→NO2);该菌也含有亚硝酸盐还原酶

和氧化亚氮还原酶,在氧受限制或无氧条件下,能将

-亚硝酸盐还原成N2O和N2(即NO2→N2O、N2).在N.europaea的作用下,通过硝化和反硝化作用,大约7%的氨氮被转化为N2(图2).

有氧时,N.eutropha能以氧为电子受体进行硝

+-化作用,将NH42N转化成NO22N;无氧时,则能以NO2为电子受体进行厌氧氨氧化作用

[24]

酸的转化比率为1∶1121.经过15d的培养,N.halo2

+-phila可将一半基质(NH42N和NO22N)转化为氮气(图4).但该菌不能在无氧条件下利用氨和亚

[29]

(图硝酸作为基质生长,40d培养后,其细胞解体

5).

21212生态分布　亚硝酸细菌分布广泛,可存在于水体、土壤、污水池等各种自然和人工环境中.Phil2

[30]

lips等从西北地中海地区取样,比较研究了附着和浮游β2Proteobacteria氨氧化菌的种群结构,结果表明,附着氨氧化菌以Nitrosomonas为优势菌,而浮游氨氧化菌则以Nitrosospira为优势菌.淡水养鱼池(水族箱)中检出的亚硝酸细菌与Nitrosomonasma2

rine、N.europaea和Nitrosococcusmobilis关系密切,

[25]

.由

于

其中,N.marine硝化效率较高

[31-32]

.在海水养鱼池

图2　N.europaea的脱氮活性[23]

Fig.2　NitrogenremovalactivityofN.europaea.

反应体系中添加25ml350mg L-1的NH4+2N溶液,即添加8175

++

mgNH42N,用N2生成量表示NH42N去除率Thereactionvessels

contained25mlofammoniummediumwithanammoniumconcentration(NH4+2N)of350mg L-1.TotalNH4+2Ncontentwas8175mg1ThegenerationofN2wasusedtoindicatetheremovalrateofNH4+2

N.

图4　N.halophila的厌氧氨氧化活性[25]

Fig.4　AnammoxactivityofN.halophila.