酸性土壤（pH<5.5）在我国分布面积广泛，是我国热带亚热带粮食和经济作物的重要产地。一直以来，氨氧化细菌（AOB）被认为是土壤硝化作用的主要驱动者，但在多数酸性土壤中检测不到AOB，或发现AOB的存在与硝化作用无关，酸性土壤硝化作用的机理一直不够清楚。

中国科学院生态环境研究中心贺纪正研究员课题组于2007年在Environmental Microbiology上首次报道了酸性土壤中存在大量氨氧化古菌（AOA），且AOA的数量与土壤硝化潜势呈显著正相关关系，该成果在国际上引起关注，被SCI期刊广泛引用。最近，他们利用稳定性同位素探针技术（SIP），结合经典的分子生态学手段，对我国强酸性土壤中的硝化作用机理开展了深入研究。

根据氨氧化微生物氧化氨时进行化能自养生长固定CO₂为碳源的牲征，研究人员在实验室微宇宙培养条件下，分别用13C-CO₂和12C-CO₂对酸性土壤进行标记培养，通过密度梯度超速离心，将结合了13C和12C的微生物DNA加以分离，并对这些DNA进行分子生物学分析，发现属于奇古菌门(Thaumarchaeota)中的氨氧化古菌(AOA)能固定13CO₂，且其丰度变化与活跃的氨氧化速率呈显著正相关。在代表微生物多样性组成的DGGE指纹图谱上，两个AOA类群在培养后显著增加，而相应的氨氧化细菌则变化不明显，表明AOA是该酸性土壤硝化作用的主要贡献者。

这一发现为AOA在酸性土壤硝化作用中发挥主导作用提供了直观证据，为重新认识酸性土壤中的硝化作用机理提供了重要参考。

该研究成果发表于5月出版的国际微生物生态学会会刊The ISME Journal上(Ammonia-oxidizing archaea have more important role than ammonia-oxidizing bacteria in ammonia oxidation of strongly acidic soils. The ISME J, 6(5): 1032-1045)。奇古菌门是最近定义的一个新的古菌类群，贺纪正等在最近一期的中文期刊《微生物学报》上对奇古菌门也作了专门介绍（张丽梅和贺纪正，2012，52：411-421）。

 

城市与区域生态国家重点实验室

2012年5月2日