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通常认为，来源于有机氮的生物性N2O产生需要依赖经典硝化作用，该过程生成氧化态氮，随后为反硝化作用提供底物。然而，这一范式是否普遍适用于富氮微生物群落，仍不明确。本文对一个工业化禽粪堆肥过程中的N2O产生进行了研究，发现尽管明显缺乏经典氨氧化作用，仍发生了大量N2O生成。烯丙基硫脲抑制实验和宏基因组分析均未提供氨氧化微生物或其活性的证据。相反，宏基因组分析鉴定出大量细菌型一氧化氮合酶（bNos）基因，其中许多在系统发育上归属于芽孢杆菌纲（Bacilli）；该类群在整个堆肥过程中始终为优势细菌类群。对芽孢杆菌分离株的生理学实验表明，存在一条不依赖硝化作用的途径，其中L-精氨酸被氧化为NO2-/NO3-，这与bNOS介导的NO生成并随后发生非生物氧化的机制一致。加入15NO2-后回收到了15N标记的N2O，证实NO2-是好氧条件下产生N2O的直接前体，从而确认通过这一替代途径生成的氧化态氮随后为反硝化作用提供了底物。宏基因组分析还进一步揭示出广泛的反硝化潜力，但nosZ丰度相对较低。综上，这些发现揭示了一条此前被忽视的途径：有机氮周转可在独立于经典硝化作用的情况下与反硝化作用相连接，从而扩展了当前关于堆肥及其他可能富含蛋白质的嗜热环境中微生物N2O产生的模型。
一种此前被忽视的微生物途径将堆肥中有机氮周转与氧化亚氮形成联系起来 | bioRxiv
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一种此前被忽视的微生物途径将堆肥中有机氮周转与氧化亚氮形成联系起来
Ju Yong Lee， Minho Lee， Sojung Yoon， Min Joon Song， Sukhwan Yoon
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.12.738090
Ju Yong Lee 韩国科学技术院 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议提供。
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发表于 2026 年 7 月 13 日。 下载 PDF 补充材料 电子邮件
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一种此前被忽视的微生物途径将堆肥中有机氮周转与氧化亚氮形成联系起来 Ju Yong Lee， Minho Lee， Sojung Yoon， Min Joon Song， Sukhwan Yoon bioRxiv 2026.07.12.738090； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.12.738090
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.12.738090v1?rss=1
🏷️ 堆肥 氧化亚氮 反硝化作用 有机氮周转 宏基因组 细菌型一氧化氮合酶