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利用核糖体小亚基基因进行高通量测序的技术已经广泛应用于环境样品微生物区系结构研究中，应用功能基因来解析特定功能微生物的群落结构及功能的研究尚不多见，主要原因为数据库的不完善及生物信息学工具的缺乏。我们通过对反硝化过程不同阶段的功能基因 mRNA 多样性的研究来揭示反硝化活性类群的动态组成，发现在反硝化不同时间点，不同的反硝化类群被激活表达相应的功能基因。应用宏基因组测序，对氮肥施加长期定位实验的土壤分析表明，在土壤 pH 降低的同时，大部分氮循环微生物丰度增加。这可能是造成氨挥发，硝酸盐沉降加剧，氮肥效率低下的原因。同时通过对比宏基因组测序及功能基因 Q-PCR 结果表明，传统的Q-PCR技术可能低估了功能基因的丰度。