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硝化作用是土壤生态系统氮循环的中心环节,联系土壤矿化、反硝化以及厌氧氨氧化过程。研究表明,土壤pH、温度、水分、NH4+以及有机质含量等土壤理化因子是影响土壤硝化作用及菌群结构的重要因素。中国北方沙地是典型的缺水、寡营养的荒漠化环境,目前,硝化菌群在该生境中的分布、多样性及其对硝化活性尚不明确,此外,沙地中典型的固沙植物锦鸡儿属植物根际土硝化菌群的研究相对有限。因此,探究中国北方沙地环境锦鸡儿属植物根际土硝化菌群的丰度、多样性和功能及其与环境因子的关系,对于丰富硝化菌群在全球的分布多样性及沙生生态系统的维护及恢复提供参考。本研究以中国北方沙地环境三个气候带(半湿润区、半干旱区、干旱区)五个位点(章古台、奈曼、榆林、盐池、民勤)锦鸡儿属植物不同深度根际土和非根际土为研究对象,采用定量PCR、Hi-seq高通量测序以及氨氧化古菌的富集等方法对沙地锦鸡儿属植物根际土氨氧化菌群进行分析,探讨氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)、氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和真菌的相对丰度和群落多样性,并结合硝化速率潜势与AOA、AOB和真菌丰度的相互关系,研究AOA、AOB和真菌对锦鸡儿属植物根际土硝化作用的相对贡献,得到以下主要结果:1、中国北方沙地锦鸡儿属植物根际土与非根际土中AOA的相对丰度在2.64×105-4.02×107 copies·dwg-1之间,AOB的基因丰度在2.07×106-1.78×107copies·dwg-1之间。在章古台、奈曼和榆林三个位点中,AOA丰度高于AOB丰度;民勤位点,AOB丰度高于AOA丰度;盐池位点,AOB和AOA的丰度没有明显的趋势;AOA、AOB的丰度与土壤的pH呈显著负相关关系,而与全氮、NH4+、有机质之间存在显著正相关关系。这表明中国北方沙地环境中AOA和AOB的相对丰度受到pH、全氮、NH4+、有机质影响。2、五个采样位点表层土(2-10 cm)的硝化速率潜势最高,随着深度的增加,其硝化活性逐渐降低;同一位点同一深度,锦鸡儿属植物根际土中总硝化速率潜势高于非根际土中总硝化速率潜势。硝化速率潜势与全氮、NH4+、有机质以及硝化菌群丰度之间呈明显负相关性,而与pH、NO3-、脲酶活性呈显著正相关性,这表明土壤硝化活性主要是由pH、全氮、NH4+、有机质、脲酶活性影响的。3、在章古台位点,真菌的硝化速率潜势所占比例最高,AOA的硝化速率潜势次之,AOB的硝化速率潜势最低;而其余四个位点,AOA的硝化速率潜势所占比例最高,AOB和Fungi的硝化速率潜势无明显趋势。4、五个位点的氨氧化古菌主要属于奇古菌门的GroupI.1b和Group I.1c,氨氧化细菌主要属于变形菌门的Nitrosospira和Nitrosomonas,真菌则主要属于Streptophyta和Ascomycota。与环境因子的相关性分析表明,AOA主要与SWC存在显著相关性,AOB主要与SWC和NH4+存在显著相关性,Fungi主要与SWC、pH、TN和NH4+之间呈现显著相关关系。5、成功富集到AOA,经amoA基因鉴定属于Thaumarchaeota,经生理特性分析表明,富集到的AOA是一株中温、耐酸性的氨氧化古菌。