完全なアンモニア酸化剤の遍在性と多様性（Comammox）

完全なアンモニア酸化剤（Commammox）の発見は、硝化には2種類の微生物の活動が必要である1世紀のパラダイムに反論します。さまざまな環境でのコマミオムの分布と存在量を決定することは、全体的な窒素サイクル内の微生物硝化の生態を明らかにするために重要です。この研究では、土壌、堆積物、スラッジ、水を含むさまざまな種類の環境からのサンプルについて、コマミオムの遍在性と多様性を分析しました。高度な変性プライマー（THDP-PCR）と定量的リアルタイムPCR（QPCR）を使用した2段階のPCRの結果は、テストされたすべてのサンプルのほぼ半分で比較的高い存在量をサポートしました。aob）。さらに、TAPおよび沿岸の水サンプルにおけるコマモンの比較的高い割合が、パブリックデータベースのメタゲノムデータセットの分析によって確認されました。コマモンの多様性は、アンモニアモノオキシゲナーゼサブユニットA（AMOA）遺伝子のコマモン特異的部分ネストPCR増幅によって推定され、コマモックスAMOAの系統発生分析により、クレードAの分割AがA.1とA.2に分割され、クレードA.1、A.2、およびBの割合は、さまざまな環境サンプル間で異なります。さらに、AOBおよびアンモニア酸化Archaea（AOA）のAMOA遺伝子と比較して、コマモンAMOA遺伝子はより高い多様性指標を示しました。ユビキタスな分布とコマモックスの多様性は、それらがさまざまな生態系における硝化の硝化に見落とされがちな貢献者である可能性が高いことを示しています。完全なアンモニア酸化剤（commammox）の発見は、硝酸塩を介して硝化を介して硝酸塩を酸化するために酸化を酸化し、硝化を必要とします。2種類の微生物の活性と再定義は、生物地球化学的窒素サイクルの重要なプロセスを再定義します。窒素サイクルに関する生態学的研究では、コマモンと他の窒素症の機能的関係を理解することが重要です。したがって、硝化する微生物の生態学的分析中に、コマモンの多様性と貢献を考慮する必要があります。この研究では、標準的なアンモニア酸化菌の分布と同様に、さまざまな環境サンプルで、コマモックスのユビキタスで非常に多様な分布が観察されました。コマモックスの割合は、沿岸の水と堆積物のサンプルで比較的高かったのに対し、オープンオーシャンサンプルではほとんど検出できませんでした。ユビキタスな分布とコマモックスの多様性は、これらの微生物が硝化の重要な貢献者である可能性があることを示しています。

The discovery of complete ammonia oxidizers (comammox) refutes the century-old paradigm that nitrification requires the activity of two types of microbes. Determining the distribution and abundance of comammox in various environments is important for revealing the ecology of microbial nitrification within the global nitrogen cycle. In this study, the ubiquity and diversity of comammox were analyzed for samples from different types of environments, including soil, sediment, sludge, and water. The results of a two-step PCR using highly degenerate primers (THDP-PCR) and quantitative real-time PCR (qPCR) supported the relatively high abundance of comammox in nearly half of all samples tested, sometimes even outnumbering canonical ammonia-oxidizing bacteria (AOB). In addition, a relatively high proportion of comammox in tap and coastal water samples was confirmed via analysis of metagenomic data sets in public databases. The diversity of comammox was estimated by comammox-specific partial nested PCR amplification of the ammonia monooxygenase subunit A (amoA) gene, and phylogenetic analysis of comammox AmoA clearly showed a split of clade A into clades A.1 and A.2, with the proportions of clades A.1, A.2, and B differing among the various environmental samples. Moreover, compared to the amoA genes of AOB and ammonia-oxidizing archaea (AOA), the comammox amoA gene exhibited higher diversity indices. The ubiquitous distribution and high diversity of comammox indicate that they are likely overlooked contributors to nitrification in various ecosystems.IMPORTANCE The discovery of complete ammonia oxidizers (comammox), which oxidize ammonia to nitrate via nitrite, refutes the century-old paradigm that nitrification requires the activity of two types of microbes and redefines a key process in the biogeochemical nitrogen cycle. Understanding the functional relationships between comammox and other nitrifiers is important for ecological studies on the nitrogen cycle. Therefore, the diversity and contribution of comammox should be considered during ecological analyses of nitrifying microorganisms. In this study, a ubiquitous and highly diverse distribution of comammox was observed in various environmental samples, similar to the distribution of canonical ammonia-oxidizing bacteria. The proportion of comammox was relatively high in coastal water and sediment samples, whereas it was nearly undetectable in open-ocean samples. The ubiquitous distribution and high diversity of comammox indicate that these microorganisms might be important contributors to nitrification.