关键词：FISH-NanoSIMS；微生物生态学；同位素标记；碳氮源；锰氧化
摘 要：微生物分子生态学技术的不断发展，使得同时分析复杂生态系统中微生物的分布和功能特征成为可能。为了研究荧光原位杂交-纳米二次离子质谱技术（fluorescence in situ hybridization-Nano secondary ion mass spectroscopy，FISH-NanoSIMS）在环境微生物生态学上的应用，本研究采用稳定同位素标记的化合物13C-C6H12O6、15N-NH4Cl作为C源和N源，分别对纯培养锰氧化细菌假单胞菌Pseudomonas sp.QJX-1（培养基加锰及不加锰两种条件下），以及浅层土壤及厌氧污泥两种环境样品进行培养。利用FISH-NanoSIMS技术检测培养后样品中微生物体内12C-、13C-、12C14N-、12C15N-的分布特征及其丰度值，进而探讨纯菌及环境样品中微生物利用同位素碳氮源的情况。结果显示所有样品细菌分布区域对应的同位素（13C、15N）的含量均显著大于其自然丰度值，这表明Pseudomonas sp.QJX-1及环境样品中的微生物均能代谢13C-C6H12O6和15N-NH4Cl。研究进一步发现，Pseudomonas sp.QJX-1在碳氮源消耗至较低浓度时才进行锰氧化；浅层土壤和厌氧污泥中可能都存在同步硝化反硝化细菌群落。FISH和NanoSIMS技术联用能同时分析环境样品中特定微生物的分布特征及代谢功能，进而能更好地掌握环境样品中微生物群落的生理生态学特征。