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编译：王上
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原名：Heterotrophic nitrification in soils: approaches and mechanisms
译名：土壤中的异养硝化：方法和机制
期刊：Soil Biology and Biochemistry
2023年影响因子：9.8
5年影响因子：10.4
在线发表时间：2024.12.31
第一作者： Пуликова Елизавета Петровна epulikova@sfedu.ru
第一单位：俄罗斯南联邦国立大学生物学和生物化学学院
文章亮点
异养硝化对酸性土壤中的氮循环至关重要
异养硝化的生化机制在很大程度上仍然未知
由于缺乏遗传标记，硝化作用的分子分析方法受到限制
基于抑制的方法在量化硝化活性方面带来了不确定性
建议的方法包括酶分离和基于DNA的稳定同位素
硝化作用是生物地球化学氮循环的一个关键过程，有关硝化作用的研究历来侧重于自养微生物（autotrophic microorganisms）。然而，最近的发现突显了异养硝化（heterotrophic nitrification）作为氮循环关键的重要性，尤其是在酸性土壤中。虽然分子方法加深了对自养硝化过程中关键角色的了解，但异养硝化的生化机制和相应基因几乎无人知晓。
首先，作者回顾了现有土壤异养硝化分析方法的优势和局限性。有机化合物（如氨基酸）的15N标记只能确定有机氮的硝化情况。由于许多细菌都有类似的氧化无机氮的自养硝化酶，因此必须抑制自养硝化，才能通过15N技术确定异养氮的硝化活性。然而，使用现有的抑制剂可能会误导结论，因为并非所有抑制剂都能完全阻止自养硝化作用，有些抑制剂还会降低异养硝化作用。它们的效果在很大程度上取决于硝化细菌群落的组成和土壤特性。现代分子方法的使用受到合适的基因生物标记物的限制。
其次，作者提出了以下研究异养硝化过程的方法：i)分离和纯化异养硝化酶，然后测定蛋白质的氨基酸序列以设计遗传标记；ii)使用基于 DNA 的稳定同位素（13C、15N）；iii)结合荧光原位杂交（hybridization）和显微放射摄影（14C）确定异养硝化群落的组成；iv)选择自养硝化抑制剂的方案。作者建议改进现有方法，以揭示异养硝化过程的新奥秘。异养硝化可占森林土壤总硝化量的 99%，并对陆地生态系统的氮储量和通量产生强烈影响。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071724003985
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