Archaea statt Bakterien kontrollieren die Nitrifikation in zwei landwirtschaftlichen sauren Böden

Die Nitrifikation ist ein zentraler Bestandteil des globalen Stickstoffkreislaufs. Die Ammoniakoxidation, der erste Schritt der Nitrifikation, wird in terrestrischen Ökosystemen sowohl von ammoniakoxidierenden Bakterien (AOB) als auch von ammoniakoxidierenden Archaeen (AOA) durchgeführt. Veröffentliche Studien deuten darauf hin, dass der pH-Wert des Bodens ein kritischer Faktor sein könnte, der die relativen Abundanzen von AOA- und AOB-Gemeinschaften kontrolliert. Um die relativen Beiträge von AOA und AOB zur Ammoniakoxidation in zwei landwirtschaftlichen sauren schottischen Böden (pH 4.5 und 6) zu bestimmen, wurde der Einfluss von Acetylen (einem Nitrifikationshemmer) während der Inkubation von Bodenmikrokosmen bei 20 °C über 1 Monat untersucht. Hohe Nitrifikationsraten wurden in beiden Böden in Abwesenheit von Acetylen beobachtet. Die Quantifizierung der jeweiligen amoA-Gene (ein Schlüsselgen für Ammoniakoxidierer) zeigte ein signifikantes Wachstum von AOA, jedoch nicht von AOB. Es wurde eine signifikante positive Beziehung zwischen der Nitrifikationsrate und dem Wachstum von AOA, jedoch nicht von AOB festgestellt. Das Wachstum von AOA wurde in den Acetylenhaltigen Mikrokosmen gehemmt. Darüber hinaus nahm die transkriptionale Aktivität von AOA in den Acetylenhaltigen Mikrokosmen im Vergleich zur Kontrolle signifikant ab, während für die transkriptionale Aktivität von AOB kein Unterschied beobachtet wurde. Folglich deutet das Wachstum und die Aktivität von nur archäischen, jedoch nicht bakteriellen Ammoniakoxidiergemeinschaften stark darauf hin, dass AOA, jedoch nicht AOB, die Nitrifikation in diesen beiden sauren Böden kontrollieren.