硝化作用是氮循环的一个关键过程，氨单加氧酶(AMO)是氨氧化过程的关键酶之一，在土壤、湖泊、湿地、河口等多种生态系统中常利用amoA（编码AMO的A亚基）基因检测和鉴定氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）。AOA和AOB群落，对对虾的养殖池塘生态系统起着至关重要的作用，对虾养殖池塘生态系统（SCPE）作为一种独特的人为水生生态系统，其主要的养分输入是饲料，但后补的饲料输入池塘可能会导致氮在底泥中积累，引起一些虾类病害，危害水产养殖系统，造成巨大经济损失。目前研究主要集中在养殖生态系统中的AOA和AOB群落、虾养殖生态系统中的水体微生物群落和虾的肠道微生物群等方面，而对水产生态系统中对虾养殖池塘（SCP）沉积物中AOB和AOA群落的动态变化研究较少，特别是在AOA和AOB对SCP沉积物硝化作用对池塘生态的贡献方面。

我实验室海洋生命过程与生物资源利用创新团队科研人员旨在探索SCPE底泥中AOA和AOB在不同养殖阶段的群落多样性和丰度，鉴定群落结构与环境因子之间的潜在关联，评价它们对SCP底泥中氨氧化的相对贡献。研究人员运用定量PCR和16S rRNA基因测序技术，分析不同养殖阶段SCPE底泥中AOA和AOB的amoA基因群落多样性（图1）和丰度（图2）。研究结果显示，在虾苗入塘后的第50和60天，底泥中AOB-amoA基因丰度高于AOA-amoA基因丰度，且底泥中AOA的多样性高于AOB；并且AOA群落与总有机碳（TOC）、pH值、总磷（TP）、硝酸还原酶、脲酶、酸性磷酸酶和糖苷酶密切相关，AOB群落与TOC、C/N和硝酸还原酶有关。上述结果表明，在不同养殖阶段，AOA和AOB在池塘底泥中可能发挥着不同的生态作用。该研究成果有助于提高我们对养殖生态系统中池塘底泥氨氧化过程的生态认知。

图1 凡纳滨对虾养殖池塘底泥中AOA和AOB的群落组成及其差异：（a）AOA群落在OTU水平的PCoA图（主坐标分析），(b) AOB群落在OTU水平的PCoA图，(c)池塘底泥中相对丰度排在前10位的AOA OTUs，(d)池塘底泥中相对丰度排在前10位的AOB OTUs，(e) AOA群落在不同养殖阶段的差异OUT，(f) AOB群落在不同养殖阶段的差异OUT。

图2 凡纳滨对虾养殖池塘底泥AOA和AOB类群的相对丰度以及AOA和AOB群落结构与环境因子之间的关系：(g) AOA类群的相对丰度，(h) AOB类群的相对丰度，(i) AOA群落组成与环境因子相关性的RDA分析，(j) AOB群落组成与环境因子相关性的RDA分析。

研究成果于2020年10月在Wiley旗下期刊Journal of Applied Microbiology（影响因子：3.066，2020年中国科学院SCI三区）发表，题目为“Community diversity and abundance of ammonia-oxidizing archaea and bacteria in shrimp pond sediment at different culture stages”。创新团队首席科学家何建国教授和骨干成员黄志坚副教授为文章的通讯作者，中山大学生命科学学院博士生韦冬冬为文章的第一作者。

该研究得到了国家虾产业技术体系（CARS-48）、中国东盟海上合作基金、广东省级促进经济发展专项项目（NO.GDOE (2019) A21）、广州市科创委项目 （201510010071）、广东省重点研发项目（2020B0202010009）、广东省海洋和渔业局项目 （20164200042090023）的资助及南方海洋实验室创新团队建设科研经费的支持。

论文链接：https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jam.14846