不同蓝藻来源的溶解有机氮磷对沉积物硝酸盐还原途径的差异化调控机制

本研究揭示了微囊藻（Microcystis）和长孢藻（Dolichospermum）产生的溶解有机氮（DON）和溶解有机磷（DOP）通过调控微生物群落和有机碳（OC）供给，显著影响沉积物中硝酸盐（NO3--N）还原途径的分化：微囊藻的活性DON促进DNRA（异化硝酸盐还原为铵）过程导致水体氮累积，而长孢藻的易降解DOP通过激活聚磷-反硝化菌群增强反硝化作用，最终影响生态系统氮磷循环格局。

　　

Highlight

微囊藻和长孢藻释放的DON与DOP具有显著差异的分子组成特征。微囊藻衍生的DON以易降解的脂类、蛋白质和碳水化合物为主，而长孢藻产生的DOP则富含碳水化合物和蛋白质等活性成分。微囊藻的活性DON通过诱导过量NO₃^--N和有机碳（OC）积累，显著促进DNRA过程——表现为高DNRA速率、功能基因丰度及关联菌群富集，最终导致水体氮水平升高。相反，长孢藻水华通过可分解DOP促进聚磷-反硝化菌生长，使反硝化作用对DNRA形成竞争优势，导致磷（P）累积。此外，两藻混合生长同时支持反硝化作用和磷积累，并促进藻-菌互利共生。

Conclusions

微囊藻和长孢藻释放的DON与DOP具有截然不同的组成特征：微囊藻DON含易降解组分（如脂类、蛋白质和碳水化合物），而长孢藻DOP以碳水化合物和蛋白质等活性形式为主。微囊藻的活性DON通过协同促进NO₃^--N累积和OC富集，驱动DNRA过程；长孢藻则通过DOP激活聚磷-反硝化菌群增强反硝化作用。该研究揭示了藻源DOP和DON通过塑造微生物群落及提供OC来调控NO₃^--N还原途径的关键机制。