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堆肥是农业固体废弃物资源化利用的主流技术,微生物在其中扮演重要角色,以往堆肥中微生物的研究多侧重于微生物群落的内部结构变化,而忽略了群落的生态功能及群落间互作等问题的研究,对堆肥过程微生态学规律的认识存在局限性。本研究以牛粪和玉米秸秆为原料进行堆肥,采用高通量测序技术在DNA水平检测了在堆肥各时期细菌及真菌的群落结构,并分别在DNA及c DNA两个水平上检测反硝化细菌和硝化细菌的群落结构,利用荧光定量技术测定目标基因丰度的变化。通过R语言等软件及PICRUSt等数据库探究堆肥微生物群落及生态功能演替、群落间互作关系及群落内关键菌群,并分析群落结构及基因丰度与理化因子的相关性,为深入理解堆肥微生态学机制提供一定理论依据。主要研究结果如下:（1）堆肥进程持续59天,堆体在第6天（>55℃）进入高温期并持续32天。堆肥过程中,C/N值逐渐下降,电导率（EC）和种子发芽指数（GI）逐渐上升,堆肥结束时上述3个指标分别达到17.02、2.16 ms/cm和89.0%,表明堆肥已经腐熟。（2）置换多元方差（PERMANOVA）及非度量多维尺度分析（NMDS）表明,细菌群落组成在堆肥不同时期存在显著差异（p=0.001）。PICRUSt功能预测分析发现23个二级功能类型,217个三级功能类型,其中碳水化合物、能量和脂质代谢峰值出现在降温期,氨基酸代谢峰值出现在腐熟期。KEGG预测脱氢酶在堆肥过程中含量最高,其次为蛋白酶和脲酶。高温期的指示种隶属于绿弯菌门（Chloroflexi）和芽孢杆菌目（Bacillales）,降温及腐熟期的指示种隶属于放线菌目（Actinomycetales）。Mental test表明温度、含水率、NH4+-N、NO3--N、TN（总氮）和C/N均显著影响着细菌群落演替。（3）NMDS及PERMANOVA分析表明,真菌群落组成在初始、升温和高温期与降温和腐熟期之间差异显著（p=0.025）。在高温期未检测到真菌指示种,未分类的小囊菌科（unclassified＿Microascaceae）和Anthostomella为降温及腐熟期的指示种。真菌群落FUNGuild营养类型预测发现腐生营养型（saprotroph）,病理营养型（pathotroph）和共生营养型（symbiotroph）3种营养类型,各营养型真菌群落在堆肥过程中发生明显演替,并且病原菌相对丰度在堆肥结束时低于1%。Mental test表明仅有TN、Org N（有机氮）和含水率对堆肥真菌群落演替有极显著的影响。（4）共现网络分析（Co-occurrence network analysis）表明,细菌、真菌及细菌-真菌共现网络的构建具有非随机性、无标度及模块性特征。细菌共现网络中正相关连接占63.14%,连接器有14个,模块枢纽有8个,模块内优势菌属于变形菌门和厚壁菌门。真菌共现网络中正相关连接占90.65%,连接器有4个,模块枢纽有2个,模块内优势菌属于子囊菌门和担子菌门。细菌网络要比真菌的更复杂,细菌群落内的相互作用要比真菌群落更加剧烈,细菌网络模块与理化因子的显著相关较多。在细菌-真菌共现网络中正相关关系达到69.64%,细菌内部连接占72.25%,真菌内部连接占25.36%,而细菌-真菌之间的连接仅有33个,占总连接的2.39%,且以负相关关系为主。子囊菌门真菌在主要模块中均有发现。（5）NMDS分析表明,在DNA及c DNA两个水平上nir S型反硝化细菌群落在不同时期的样品点距离不同,PERMANOVA分析表明仅在DNA水平上其在堆肥不同时期的群落组成差异显著（p=0.028）。51个nir S基因OTUs中有7个OTUs是在DNA水平上特有的。在DNA水平上假单胞菌属（Pseudomonas）是初始及升温期指示种,在c DNA水平上固氮弧菌属（Azoarcus）为腐熟期的指示种。Mental test表明TN,C/N和含水率对DNA水平的nir S型反硝化细菌群落有显著的影响,但并未检测到理化因子对c DNA水平的nir S型反硝化细菌群落的显著影响。（6）NMDS分析表明在DNA及c DNA两个水平上nos Z型反硝化细菌群落在各时期的样品点形成不同的集合,PERMANOVA分析表明仅在c DNA水平上其在堆肥各时期的群落组成差异显著（p=0.001）。在49个nos Z基因OTUs中有2个OTUs是在DNA水平上特有的。陶厄氏菌属（Thauera）、生丝微菌属（Hyphomicrobium）和假单胞菌属在DNA及c DNA水平上均为升温期指示种,苍白杆菌属（Ochrobactrum）在c DNA水平上是腐熟期指示种。Mental test表明nos Z型反硝化细菌群落演替在DNA水平受TN和含水率的显著影响,在c DNA水平上受NO3--N、TN、C/N、温度和含水率的显著影响。（7）NMDS分析表明在DNA及c DNA两个水平上氨氧化细菌群落在堆肥各时期的组成形成不同的集合,PERMANOVA分析表明氨氧化细菌在堆肥各时期的群落组成在DNA及c DNA两个水平上差异显著（p=0.003,p=0.001）。21个amo A基因OTUs中未发现在DNA水平上特有的OTU。在c DNA水平上亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）与亚硝化螺菌属（Nitrosospira）均为升温期指示种。Mental test表明氨氧化细菌群落演替在DNA水平受TN、C/N和含水率的显著影响,而在c DNA水平上受NO3--N、NH4+-N、TN、C/N和含水率的显著影响。（8）功能菌群共现网络分析表明功能菌群内相互作用关系及关键菌群在DNA和c DNA两个水平上存在差异。根据中介中心性指数假单胞菌属,固氮弧菌属和红长命菌属（Rubrivivax）;Azohydromonas,Thiohalomonas和副球菌属（Paracoccus）分别是nir S型反硝化细菌群落在DNA和c DNA两个水平上的关键菌群。陶厄氏菌属,副球菌属和Paramesorhizobium;陶厄氏菌属,假单胞菌属和土壤杆菌属（Agrobacterium）分别是nos Z型反硝化细菌群落在DNA和c DNA两个水平上的关键菌群。亚硝化螺菌属与亚硝化单胞菌属为DNA水平的氨氧化细菌群落内的关键菌群,亚硝化螺菌属为c DNA水平的关键菌群。氮素转化功能细菌网络在c DNA水平上以正相互作用为主,纤发菌属、陶厄氏菌属和亚硝化螺菌属为关键菌群。（9）NMDS及PERMANOVA分析表明,厌氧氨氧化细菌群落组成在堆肥不同时期差异并不显著。20个厌氧16S r RNA基因OTUs均隶属于Candidatus Scalindua,其中Candidatus Scalindua brodae簇是Candidatus Scalindua属的优势簇。Candidatus Scalindua brodae是升温及降温期的指示种,Candidatus Scalindua marina是高温、降温及腐熟期的指示种。Mental test表明NH4+-N、TN、C/N和含水率对厌氧氨氧化细菌群落组成有极显著的影响,且C/N未与其他环境变量相互作用就可以显著影响厌氧氨氧化细菌的群落演替。