全球缺氧区反硝化途径及其他亚硝酸盐代谢的分离

摘要 缺氧区（ODZs）通过包括反硝化在内的过程约占全球海洋固定氮损失的 30%，反硝化是一种由微生物介导的、从 NO3− 逐步转化为 N2 的途径。这一过程可以完全由能够进行所有四个酶促步骤的完全反硝化菌完成，但许多生物仅具有部分反硝化途径，产生或消耗关键中间体，例如温室气体 N2O。宏基因组学和标志基因调查揭示了 ODZs 内部反硝化基因的多样性，但这些基因是否在完全或部分反硝化菌中共存，以及反硝化分类群的身份仍是有待解决的问题。我们从跨越 ETNP 和 Arabian Sea 的宏基因组中组装基因组，并将这些宏基因组组装基因组（MAGs）比对到来自所有三个主要 ODZs 的 56 个宏基因组中，揭示了部分反硝化菌（尤其是单步反硝化菌）的优势地位。我们发现了氮循环生物之间的生态位分化，执行各项氮转化过程的群落在分类学身份和运动性特征上各不相同。我们收集的 962 个 MAGs 代表了最大的远洋 ODZ 微生物集合，并为该环境中的氮循环群落呈现了更清晰的图景。