自养硝化细菌

自养硝化细菌

硝化细菌(Nitrifying bacteria)是一类广泛存在于自然界，在地球氮素循环中起到重要作用的微生物。1891年由著名微生物学家winogradsky首次从土壤中分离纯化得到营无机化能自养生活的硝化细菌，并随后证明硝化作用由氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria，AOB)和亚硝酸氧化细(Nitrite-oxidizing bacteria，NOB)这两个不同生理类群的细菌共同完成。AOB将氨氮转化为亚硝酸盐，NOB进一步将亚硝酸盐转化为硝酸盐，两者共同完成将氨氮转化为硝酸盐的过程，整个过程被称之为硝化过程(C．H．维诺格拉德斯基，1962)。

通常人们所说的硝化细菌都是指自养硝化细菌，因为最早被分离的能起硝化作用的细菌均是化能自养细菌，而实际上有些异养微生物也能起硝化作用，包括霉菌、放线菌和细菌的很多种(朱兆良和文启孝，1990)。异养硝化微生物在很长一段时间内不被重视，因为异养硝化微生物的硝化能力普遍较弱，硝化速率只有自养硝化细菌的1/103-1/106。一般认为自然界中的硝化作用主要是由自养硝化细菌完成的。

自养硝化细菌是一类可以以C0

2为唯一碳源，通过氧化NH

4

+到N0

2

-或氧化N0

2

-

到N0

3

-的过程获取能量的化能自养细菌。其主要生理特征如下：

(1)硝化细菌的大多数种类都是专性化能自养菌，除维氏硝化杆菌(Nitrobacter winogradsky)中的某些菌株能同化乙酸盐，进行兼性自养生长外，其它种类几乎都不能在有机培养基上生长，也不需要外源生长因子。并且AOB和NOB这两个生理

亚群对底物的要求非常专一，AOB以氨为底物，NOB以亚硝酸盐为底物。

(2)硝化细菌的生长速度非常缓慢，平均代时10h以上。

(3)硝化细菌均为专性好氧茵，以02为最终电子受体。

(4)无芽孢，有复杂的细胞膜结构，均是G一细菌。

(5)大多数情况下以二分裂繁殖，但维氏硝化杆(Nitrobacterwinogradsky)有一极型细胞生长并以出芽繁殖。

(6)对溶氧、温度、pH等外界因素的变化反应敏感，易受外界环境影响。

附：硝化细菌富集培养基:NaNO2 1 g，NaCl 0.5g，K2HPO4 0.5g，MgSO4 0.5g，FeSO4 0.4g，Na2CO3 1g，超纯水1 000 mL，pH 7.8，121℃高温灭菌30 min.

硝化细菌分离培养基: NaNO2 1g，NaCl 0.5g，K2HPO4 0.15g，MgSO4 0.05g，FeSO4 0.15mg，(NH4)6Mo7O24 0.05mg，CaCO3 3mg，超纯水1 000mL，pH 7.8，121 ℃高温灭菌30 min. 以2% ( 质量分数) 的琼脂糖作平板分离支持物.

亚硝化细菌富集培养基: ( NH4 ) 2 SO4 2g,NaCl 0.3g, FeSO4 .7H2O 0. 03 g, K2HPO4 1 g,M gSO4•7H2O 0. 03 g, N aHCO3 1. 6 g, H2O 1 L, pH7. 2。121 ℃高温灭菌30 min.

亚硝化细菌分离培养基: (NH4 ) 2 SO4 0.5g, NaCl 2g, FeSO4•7H2O 0.4g, K2HPO4 1g, MgSO4•7H2O 0.5g, C aCO3 5g, H2O 1L, pH 7. 2。121 ℃高温灭菌30 min。以2% ( 质量分数) 的琼脂糖作平板分离支持物。

格利斯试剂

溶液Ⅰ：称取磺胺酸0.5g, 溶于150 ml醋酸溶液( 30% ) 中, 保存于棕色瓶中。

溶液Ⅱ：称取α- 萘胺（因其有毒可用盐酸萘乙二胺代替）0.5g, 加入50 ml 蒸馏水中, 煮沸后, 缓缓加入醋酸溶液中, 保存于棕色瓶中。

使用前等体积混合（1）、（2）两液。

二苯胺试剂

A液：1.5克二苯胺(C12H11N)溶于100ml冰醋酸(乙酸,C2H4O2)中，再加1.5ml浓硫酸，用棕色瓶保存（光下分解）。如冰醋酸呈结晶状态,则需加温后待其熔化,再使用。

B液：体积分数为0.2%的乙醛溶液(C2H4O)。

将0.1ml B液加入10ml A液中，制成二苯胺试剂，现配现用。

实验药品

NaNO2，NaCl，K2HPO4，MgSO4，FeSO4，(NH4)6Mo7O24，(NH4 ) 2 SO4，CaCO3，Na2CO3，N aHCO3，磺胺酸,醋酸, α- 萘胺，琼脂，磺胺酸,醋酸, α- 萘胺（盐酸萘乙二胺代替），二苯胺，乙醛。