过量的氮 (N) 输入内陆水体和海洋生态系统已导致一系列环境问题，因此氮去除途径对于水生和陆地生态系统维持体内平衡至关重要。相关的功能性微生物对于开发氮管理以保护下游水体至关重要。

武汉植物园刘文志教授、熊翔教授等研究人员近期通过宏基因组测序和基因组分箱技术，对遭受严重氮污染的长江沿岸地表水、河道沉积物和河岸土壤中氮循环基因的丰度和多样性进行了研究。

这项研究发表在《水研究》上，题为“宏基因组学洞察氮循环微生物群落及其与长江氮去除潜力的关系”。

他们获得了121个参与N循环途径的宏基因组组装基因组(MAG)，其中关键的MAG属于变形菌。在类别水平上，α-变形菌和γ-变形菌被确定为N循环基因的主要贡献者，这表明这些分类群可能是长江中最主要的污染物。

在土壤/沉积物和水之间以及上游和中下游地区之间观察到大多数氮循环基因的丰度和多样性存在显著差异，这意味着地理因素或扩散限制在塑造氮循环基因的生物地理模式方面起着至关重要的作用。

氮去除过程的速率与参与氮循环过程的几种基因的丰度或多样性显著相关。研究表明，气候变量和土壤理化性质通过对微生物基因的影响直接或间接地调节反硝化和厌氧氨氧化速率。

该结果从宏基因组学角度填补了关于河流生态系统中氮循环微生物的生物地理模式和环境驱动因素的关键知识空白。

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