文档介绍：、
微 生 物 学报
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土 壤 大 气 甲烷 氧 化 菌 研 究进 展
蔡 元 锋 ，贾仲 君
中 国科 学 院 南 京 土 壤 研 究 所 ，土 壤 与 农 业 可 持 续 发 展 国 家 重 点 实 验 室 ，江 苏 南 京
摘 要 ：土壤 微 生物催 化是 大气 中痕量 甲烷 约 ．氧 化 的唯 一 生 物途 径 。 目前 的研 究 表 明好 氧 土壤 中
存 在专 性 和选 择性 大气 甲烷 氧化 菌 种类 型 ：前 者 和 广 泛 分 布 于各 种 好 氧旱 地 土 壤 ，其 甲烷
氧 化 酶对低 浓 度 甲烷亲 和力 极高 ，属 真正 的寡 营养 型 ，但 至今 尚未 获得 该种 类 的纯 培养菌 株 。后者 属 于传统
甲烷 氧化 菌 ／属 ，广泛 分 布于 各种 周期 性 排 放 高浓 度 甲烷 的土 壤环 境 中。该 属 大部
分 菌株 含有 亲 和力 不 同的 套 甲烷单 加氧 酶 系统 ，其 中 的高 亲 和力 甲烷单 加 氧 酶使 这 些 菌 株可 以在 相 当长
的时 间 内个 月 保 持 大气浓 度 甲烷 氧化 活性 ，但 其 生长 和 繁 殖 还需 依 赖 于 土壤 内部 阶 段性 产 生 的 高浓
度 甲烷 。本 文 详细 阐述 了 类 大 气 甲烷氧 化 菌 的发现 历 程及 其 可 能 的生 存 策 略 ，最 后 系统 梳理 了几 种关 键
的环境 因子 土 壤温 度及 湿度 、土 壤 、植 被 、土 地利 用 及 氮 输 入 对 大 气 甲烷 氧 化 菌 群落 结 构 和 甲烷 氧化
活 性 的影 响 ，提 出并 展望 了土壤 大气 甲烷 氧化 菌研 究 的重 要方 向。
关 键 词 ：大 气 甲烷 ，甲烷氧 化菌 ，好 氧 旱地 土壤 ，环境 因子
中图分 类 号 ： 文 章编 号 ：—
甲烷 是一 种 重要 的痕 量 温 室 气 体 ，目前 境 条 件下 的代 谢 活 动 。与 甲烷 产 生过 程 不 同 ，大
其 大 气 浓 度 约 为 ． 气 甲烷氧 化 的 主 要 方 式 ％ 是 在 对 流 层 发 生
⋯ 。对极 地 冰 芯 的研 究 表 明 大气 甲烷 浓 度 的 甲烷光 化学 氧化 ，其余 的部 分 主 要 由土 壤 中 的
在 年 前 约 为 ．一．，随后 以 ％ 甲烷 氧化 菌完 成 氧 化 。在 通 气 良好 的旱 地 土壤 中 ，
的年增 长率 持 续 增 长 。在 — 年 间 大 气 随着 深度 的增 加 ，甲烷 浓度 一 般 会 从 ．左 右
甲烷浓 度 曾一 度完 全 停 止 增 长 ，造 成 这 种 异 常 的 原 逐 渐 降低 ，这 不 同于排 放 甲烷 的湿地 土 壤 ，一些
因可 能是湿 地 资源 的减 少 、破 损 天 然 气 管 道 的 修 复 湿 地 土壤 中的 甲烷 浓度 可 能会 随深度 加深 而迅 速增
或 者化 石燃 料 等 甲烷 排 放 源 的减 少 。然 而 ， 加 到 以上 。土 壤 甲烷 氧 化 菌 对 大 气 甲