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基于亚硝酸盐为电子受体的厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)反应和反硝化型甲烷厌氧氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,DAMO)反应是微生物氮素循环和碳素循环的新内容,它们的发现对完善全球氮和碳的生物地球化学循环具有重要意义.同时,ANAMMOX和DAMO反应具有明显的生态效应,它们对控制温室气体的排放和减少水体富营养化都具有重要意义.但目前关于ANAMMOX研究主要集中在人工环境和海洋环境；DAMO研究刚刚处于起步阶段,只有少数研究者报道了人工环境下的DAMO过程,自然环境中DAMO的研究凤毛麟角.本研究以钱塘江流域作为研究对象,首次对这两类微生物的分布和种群多样性水平进行研究.克隆文库结果表明,ANAMMOX和DAMO微生物广泛分布于钱塘江底泥中(共7个取样点).ANAMMOX菌的16S rRNA基因系统发育分析发现,钱塘江底泥中的anammox菌种群多样性水平较高,明显高于目前已报道的海洋生态系统和其它淡水生态系统,检测结果发现共有16个OTUs (operational taxonomic units,操作分类单元)存在于底泥样品中.这些OTU归属于不同属的anammox菌,包括Candidatus Brocadia属,Candidatus Kuenenia属和Candidatus Scalindua属.与海洋底泥不同(海洋底泥中Candidatus Scalindua属的anammox菌占主导地位),钱塘江底泥中Candidatus Brocadia属和Candidatus Kuenenia属的anammox菌占优势地位.DAMO菌的16S rRNA和pmoA基因系统发育分析发现,钱塘江底泥中的DAMO菌种群多样性水平同样较高,明显高于目前已报道的其它自然生态系统,检测结果分别发现共有15个16S rRNA基因的OTUs和13个pmoA基因的OTUs存在于底泥样品中.这些OTUs与已知的Candidatus Methylomirabilis oxyfera菌的16S rRNA和pmoA基因的相似度分别为89.8-98.9％和85.1-95.4％.定量PCR结果进一步证实了ANAMMOX和DAMO这两类微生物广泛分布于钱塘江底泥中.ANAMMOX菌的16S RNA基因的拷贝数范围为4.9×106-3.7×107 g-1(以干重计),DAMO菌的16S rRNA基因的拷贝数范围为1.3×106-1.0×107 g-1(以干重计).为进一步了解钱塘江底泥中ANAMMOX菌和DAMO菌与钱塘江底泥环境条件之间的关系,本研究还对所获得的ANAMMOX菌和DAMO菌序列及所测得的环境条件进行生物统计学分析.PCA (Principal Component Analysis,主成分分析)结果发现,钱塘江底泥不同取样点ANAMMOX和DAMO微生物群落结构都存在空间异质性.RDA(redundancy analysis,冗余度分析)结果发现,钱塘江底泥的有机质含量对ANAMMOX菌的群落结构有显著影响(蒙特卡洛检验,p＜0.05),而底泥的无机氮含量和氨氮含量对DAMO菌的群落结构有显著影响(蒙特卡洛检验,p＜O.05).Pearson(皮尔逊)相关性分析表明,钱塘江底泥ANAMMOX菌的种群多样性水平与有机质含量呈显著正相关(p＜0.05),ANAMMOX菌的数量与无机氮含量呈显著正相关(p＜0.05).而钱塘江底泥中DAMO菌的种群多样性水平与无机氮和氨氮含量呈显著正相关(p＜0.05),DAMO菌的数量与有机质含量呈显著正相关(p＜0.05).综上,本研究首次证实了钱塘江底泥中ANAMMOX菌和DAMO菌的存在,为钱塘江淡水生态系统氮素循环和碳素循环增添了新的内容,为ANAMMOX菌和DAMO菌在自然环境中的广泛性分布提供了有力证据.