来源：期刊VIP网 时间：
作者：田相利;王路平;刘云慧;解玉萌;张丽雯;刘剑锋;姚志国;
单位：海水养殖教育部重点实验室(中国海洋大学);辽宁葫芦岛市绥中县渔业事务服务中心;
摘要：本文为探究菌株C3的脱氮性能与机理,以分离自黄海冷水团底泥的莫哈韦芽孢杆菌C3(Bacillus mojavensis C3)为对象开展研究。研究表明,在初始无机氮浓度为21mg/L的氮源培养基中,菌株C3可有效去除水体中NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N,去除率分别为85.95%、75.89%和96.29%,最大氮去除速率分别为0.36、0.36和0.50mg/(L??h)。氮平衡分析表明,系统中无机氮通过同化作用和异养硝化-好氧反硝化作用(HN-AD)去除。其中,同化途径主导了菌株无机氮转化,通过异养硝化-好氧反硝化作用释放至大气的氮占系统总氮的13.29%～16.83%。~(15)N同位素示踪结果发现,当以~(15)NH_4~+-N、~(15)NO_2~--N和~(15)NO_3~--N为唯一氮源时,菌株C3仅产生~(15)N_2O,不产生~(15)N_2,表明N_2O是其脱氮的主要气体产物。使用氨氧化抑制剂探究了菌株C3的硝化途径,发现添加不同浓度的烯丙基硫脲对氨氮去除率和氮损失无显著影响,表明菌株C3中可能存在一种具有特殊酶结构的新型氨氧化酶,能将NH_4~+-N转化为NH_2OH。全基因组测序分析表明,在氮同化过程中,氮源的利用主要通过谷氨酸脱氢酶(GDH)途径(胞外NO_3~-/NO_2~-/NH_4~+→胞内NH_4~+→谷氨酸→菌体蛋白)和谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合酶(GS/GOGAT)途径(胞外NO_3~-/NO_2~-/NH_4~+→胞内NH_4~+→谷氨酰胺→谷氨酸→菌体蛋白)。研究结果显示,菌株C3通过异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)途径实现氮异化,包括异养硝化作用(NH_4~+→NH_2OH→NO→N_2O)和好氧反硝化作用(NO_3~-→NO_2~-→NO→N_2O)。本研究为查明莫哈韦芽孢杆菌的氮转化机理提供了重要信息,并为菌株C3在海水养殖废水处理中的潜在应用提供了科学依据。
关键词：氮同化;;异养硝化;;好氧反硝化;;氮去除;;全基因组分析;;莫哈韦芽孢杆菌
基金资助：国家重点研究发展计划项目(2023YFD2401705,2020YFD0900200)资助~~
