Page 154 - 《水产学报》2026年第01期

1 期 水 产 学 报 50 卷

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述观点。H S 2 和 NH -N + 是驱动底质细菌群落变化 将硫酸根 (SO ) 还原为 H S 2 的反应 。这两个基
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的两个主要化学指标。其中，H S 2 的积累会选择 因的表达峰值均出现在底质恶化后期，与底质的
性富集硫化物耐受菌群，如脱硫单胞菌属和脱硫 H S 2 含量持续升高相符。对硫化合物呼吸具有重
香蕉形菌属 。尽管这些严格厌氧菌在底质细菌 要贡献的底质细菌类群分属于脱硫豆菌属、梭形
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群落中的相对丰度较低，但对整个群落的硫化合 杆菌属、脱硫弧菌属和脱硫杆菌属等。这些细菌
物呼吸功能潜力具有重要贡献。此外，NH -N + 的 都属于 SRB，其中脱硫豆菌属、脱硫弧菌属和脱
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升高促进了氨氧化细菌的生长，产生 NO ，进而 硫杆菌属细菌都含有 dsrAB 基因，能执行异化硫
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促进亚硝酸盐氧化细菌的生长 。总之，细菌栖 酸盐还原反应，产生 H S [63-66] 。尽管梭形杆菌属细
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息的底质环境变化会影响细菌群落的演替，细菌 菌也是 SRB ，是化能有机营养型的严格厌氧菌，
群落的演替会改变其介导的元素循环功能 [17-18] ， 能把腺苷酰硫酸和硫代硫酸盐还原成为 H S，但
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从而反过来影响底质环境。 执行该功能的基因是 aprAB 和 sudhAB 基因 。大
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FAPROTAX 功能预测和 qPCR 分析均表明， 多数 SRB 需要严格的厌氧条件才能达到最佳活性 ，
底质细菌群落的 N 循环和 S 循环相关功能潜力和 这解释了 S 循环相关功能滞后的原因。
功能基因表达量发生了明显的时序变化。其中
（作者声明本文无利益冲突）
amoB 基因是编码氨单加氧酶的关键基因之一。在
氨氧化细菌中，氨单加氧酶能催化 NH 与氧气反
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参考文献
应，将其转化为羟胺 (NH OH) 。在本研究中， (References)：
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[ 1 ] 潘鲁青, 王奎琪. 三疣梭子蟹幼体消化酶活力及氨基酸组成
amoB 在底质恶化中期的高表达表明底质的氨氧化
的研究 [J]. 水产学报, 1997, 21(3): 246-251.
作用主要由好氧的氨氧化细菌执行，其具有将
Pan L Q, Wang K Q. Studies on digestive enzyme activities and
+
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NH 氧化为 NO 的能力 [57-58] 。底质中有机质降解 amino acid in the larvae of Portunus trituberculatus[J]. Journal
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导致的 NH -N + 浓度升高，为氨氧化细菌提供了充 of Fisheries of China, 1997, 21(3): 246-251 (in Chinese).
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足底物 。nxrA 基因编码亚硝酸还原酶的一个亚 [ 2 ] 徐永健, 申屠基康, 丁张妮. 砂粒粒径与砂层厚度对单体筐养
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基。在硝化细菌中，nxrA 基因参与 NO 转化为 养殖系统中三疣梭子蟹 (Portunus trituberculatus) 幼蟹摄食
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NO 过程中电子传递等的反应环节。该基因在底 行为与生长特性的影响研究 [J]. 海洋与湖沼, 2015, 46(1):
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质恶化中期的高表达，表明底质的 NO 被进一步 233-239.
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氧化为 NO 。在底质的好氧亚硝酸盐氧化作用中 Xu Y J, Shentu J K, Ding Z N. Grain size and thickness of sand
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起主要作用的是亚硝酸盐氧化细菌，其具有将 bottom affect the growth of swimming crab Portunus trituber-
NO 转化为 NO 的功能 [58, 60] 。值得注意的是，本 culatus in single-crab basket-culture system[J]. Oceanologia et
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研究发现在底质的硝化作用中起主要作用的为硝 Limnologia Sinica, 2015, 46(1): 233-239 (in Chinese).
化螺菌属、硝化刺菌属、亚硝化球菌属、亚硝化 [ 3 ] Zhu B S, Zhang H Z, Liu D P, et al. Importance of substrate on
单胞菌属和亚硝化单胞菌科的细菌类群，其中硝 welfare in swimming crab (Portunus trituberculatus) culture: a
化刺菌属是底质细菌群落的优势属。此外，反硝 territorial behavior perspective[J]. Aquaculture Reports, 2022,
24: 101113.
化基因 (nirK、nirS3 和 nosZ) 在底质恶化中期和后
[ 4 ] Xiong T H, Mu C K, Wang C L, et al. Environmental enrich-
期达到表达峰值，表明底质细菌也发挥着反硝化
ment improves survival and growth of Portunus trituberculatus
功能。反硝化细菌的代谢激活可能与底质中氧化
in recirculating aquaculture system by reducing energy
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还原电位持续下降有关 。
expenditure and stress responses[J]. Aquaculture, 2024, 582:
与 N 循环功能的快速响应不同，S 循环相关
740544.
功能潜力包括硫酸盐呼吸、亚硫酸盐呼吸、硫化
[ 5 ] 黄丽, 吴松, 覃东立, 等. 淡水养殖池塘水质评价及与底质相
合物呼吸则表现出明显的滞后，这一现象在 S 循 关性分析 [J]. 水产学杂志, 2024, 37(2): 90-97,125.
环相关功能基因 (主要是 dsrA 和 dsrB) 的表达水平 Huang L, Wu S, Qin D L, et al. Water quality evaluation and
中也得到了印证。dsrAB 基因簇编码的蛋白是异 correlation analysis with sediment in freshwater intensive cul-
化硫酸盐还原酶 (Dsr) 的核心组成部分。其中， ture ponds[J]. Chinese Journal of Fisheries, 2024, 37(2): 90-
DsrA 亚基负责传递电子，DsrB 亚基则直接参与 97,125 (in Chinese).
https://www.china-fishery.cn 中国水产学会主办 sponsored by China Society of Fisheries
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