综述：氮循环功能基因及其关键影响因素在富营养化水生生态系统中的作用

《Environmental Reviews》：Role of nitrogen cycling functional genes and their key influencing factors in eutrophic aquatic ecosystems

氮循环是水体氮素转化和循环的核心，涉及固氮、硝化、反硝化和氨化等过程，微生物在其中起关键作用。富营养化加速氮循环和流失，增加温室气体排放，影响水生生态系统。功能基因如amoA、nirS/nirK/nosZ等是沉积物中氮转化的标志，受温度、溶解氧、有机质、pH等环境因子调控，影响微生物活性及基因表达，对治理水体富营养化有指导意义。

　　

摘要

氮循环对于氮的转化和循环至关重要，其中涉及关键过程，如氮固定、硝化作用、反硝化作用和氨化作用。微生物在这些过程中起着关键作用，通过能量转换和氮循环影响水质。由人类活动驱动的富营养化增加了外源性氮的输入，加速了氮的循环和流失，从而加剧了温室气体的排放，并对水生生态系统产生了影响。氮循环中的功能基因，如amoA（硝化作用）、nirS, nirK, nosZ（反硝化作用）以及hzs和hzo（厌氧铵氧化作用），是沉积物中氮转化的指示基因。温度、溶解氧（DO）、有机物含量、氮含量、pH值和盐度等环境因素显著影响这些基因的表达和调控。例如，温度变化会影响硝化菌和反硝化菌的活性，溶解氧水平会影响微生物的生长和代谢，而较高的有机物含量会刺激氮循环基因的表达。了解这些环境因素如何影响氮循环基因对于解决水生生态系统中的富营养化问题至关重要。本综述重点关注与氮相关的功能性微生物及其基因对环境变化的适应性和响应，为可持续的生态系统管理提供了理论见解和实践指导。

图形摘要