异化铁还原菌介导的硝酸盐还原亚铁氧化过程

张相杰，陈国俊，李涵，李芳柏，刘同旭

(1.华南农业大学 资源环境学院，广州 510650；2.广东省科学院 生态环境与土壤研究所；华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心；广东省农业环境综合治理重点实验室，广州 510650)

铁是地壳中第四丰富的元素，也是生物圈中最普遍存在的氧化还原活性金属[1]。铁长期以来被认为是生命所必须的，铁氧化菌(FeOB)与铁还原菌(FeRB)驱动了铁的生物地球化学循环。铁循环过程控制着土壤有机物矿化、甲烷排放、重金属的吸附固定、反硝化等环境过程，是连接土壤养分循环与污染物转化的纽带，是推动物质循环与能量代谢的重要引擎[2-6]。氮是核苷酸和氨基酸的基本组成元素，是构成生命的基本元素，从根本上影响着大多数生态系统的结构和功能[7]。硝酸盐作为氮循环网络的关键节点，在自然界氮循环过程中起着至关重要的作用。在农业生产中，氮素的输入至关重要，而微生物的反硝化作用会导致氮素的大量流失[8]。微生物通过反硝化过程、异化硝酸盐还原成铵、厌氧氨氧化竞争性还原硝酸盐[9]。硝酸盐还原的产物N2O作为重要的温室气体，超过60%的排放来自农业土壤，而土壤中超过2/3的N2O排放可归因于细菌和真菌生物与非生物反硝化过程共同作用的结果[10-11]。因此，微生物驱动的硝酸盐还原过程对元素地球化学循环、农业生产、温室气体排放等方面具有重要意义。

笔者选取发酵型和呼吸型两种铁还原菌作为模式菌株，研究其驱动NRFO过程。……