摘要：硝化細(xì)菌作為一類(lèi)化能自養(yǎng)型微生物，在氮素循環(huán)中承擔(dān)著氨氧化與亞硝酸鹽氧化的關(guān)鍵功能，其分離純化、培養(yǎng)及活性測(cè)定均依賴(lài)專(zhuān)用培養(yǎng)基。亞硝酸鈉（NaNO?）作為亞硝酸鹽氧化菌（Nitrite-Oxidizing Bacteria, NOB）的特異性底物，是硝化細(xì)菌專(zhuān)用培養(yǎng)基的核心組分，在NOB的選擇性培養(yǎng)、富集分離、活性定量及生理代謝研究中具有不可替代的作用。本文結(jié)合硝化細(xì)菌的代謝特性，系統(tǒng)闡述亞硝酸鈉在硝化細(xì)菌培養(yǎng)基中的應(yīng)用機(jī)制、具體應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵使用要點(diǎn)，為相關(guān)微生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)及科研工作提供理論參考與實(shí)踐指導(dǎo)。
一、亞硝酸鈉在硝化細(xì)菌培養(yǎng)基中的核心作用機(jī)制
硝化細(xì)菌主要分為氨氧化細(xì)菌（Ammonia-Oxidizing Bacteria, AOB）與亞硝酸鹽氧化細(xì)菌（NOB）兩大類(lèi)，二者代謝分工明確、協(xié)同完成硝化作用。其中，AOB以氨氮（NH??-N）為唯一能源與氮源，將氨氧化為亞硝酸鹽（NO??）；而NOB為嚴(yán)格化能自養(yǎng)菌，無(wú)法利用氨氮或有機(jī)碳源，需以NO??為唯一能源與氮源，通過(guò)氧化NO??生成硝酸鹽（NO??）獲取生長(zhǎng)繁殖所需能量，其核心代謝反應(yīng)為：2NO?? + O? → 2NO?? + 能量。
亞硝酸鈉作為NO??的主要來(lái)源，其在培養(yǎng)基中的核心作用的是為NOB提供特異性底物，滿(mǎn)足其能量代謝與物質(zhì)合成需求。同時(shí)，亞硝酸鈉水解呈弱堿性，可與培養(yǎng)基中的碳酸鹽、磷酸鹽等組分協(xié)同維持體系pH在7.5~8.5之間，契合硝化細(xì)菌（尤其是NOB）的最適生長(zhǎng)pH范圍，為其生長(zhǎng)繁殖提供穩(wěn)定的酸堿環(huán)境。

二、亞硝酸鈉在硝化細(xì)菌培養(yǎng)基中的具體應(yīng)用場(chǎng)景
（一）作為NOB培養(yǎng)的唯一能源與氮源
在NOB純培養(yǎng)或富集培養(yǎng)中，亞硝酸鈉是培養(yǎng)基中不可或缺的關(guān)鍵組分，需嚴(yán)格控制其濃度以滿(mǎn)足NOB生長(zhǎng)需求。實(shí)際應(yīng)用中，亞硝酸鈉的添加量通常以NO??-N計(jì)，濃度范圍為50~500 mg/L（對(duì)應(yīng)NaNO?質(zhì)量濃度約0.1~1.0 g/L），最適濃度為100~300 mg NO??-N/L，此濃度下既能為NOB提供充足能量，又可避免底物濃度過(guò)高對(duì)菌株產(chǎn)生抑制作用。例如，標(biāo)準(zhǔn)NOB液體培養(yǎng)基中，通常添加1.0~2.7 g/L NaNO?，可提供200~540 mg/L NO??-N，搭配N(xiāo)a?CO?（碳源與緩沖劑）、KH?PO?（磷源）等組分，實(shí)現(xiàn)NOB的高效培養(yǎng)。
（二）NOB的選擇性篩選與富集
由于多數(shù)微生物（如AOB、異養(yǎng)菌）無(wú)法以NO??為唯一能源與氮源，亞硝酸鈉可作為選擇性底物，實(shí)現(xiàn)NOB與雜菌的分離。在選擇性培養(yǎng)基中，僅添加亞硝酸鈉作為唯一氮源與能源，同時(shí)排除氨氮、有機(jī)碳源等干擾組分，可定向富集環(huán)境樣品（土壤、活性污泥等）中的NOB，抑制AOB及異養(yǎng)雜菌的生長(zhǎng)。將該培養(yǎng)基添加瓊脂制成固體平板，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)NOB的分離純化，獲得純菌株用于后續(xù)研究。
（三）NOB活性的定量測(cè)定
亞硝酸鈉的氧化速率直接反映NOB的活性，因此其在NOB活性測(cè)定實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)檢測(cè)培養(yǎng)基中亞硝酸鈉的減少量或硝酸鹽的生成量，結(jié)合培養(yǎng)時(shí)間與菌體量，可計(jì)算NOB的亞硝酸鹽氧化速率，進(jìn)而評(píng)估菌株的代謝活性、培養(yǎng)基優(yōu)化效果或環(huán)境因子對(duì)NOB的影響。該方法操作簡(jiǎn)便、特異性強(qiáng)，是硝化細(xì)菌生理生態(tài)研究中的常用手段。
三、亞硝酸鈉在使用過(guò)程中的關(guān)鍵注意事項(xiàng)
亞硝酸鈉的使用濃度、培養(yǎng)條件及體系干擾因素直接影響硝化細(xì)菌的培養(yǎng)效果。其一，濃度控制需嚴(yán)格遵循最適范圍，過(guò)高濃度（>500 mg NO??-N/L）會(huì)產(chǎn)生底物抑制，過(guò)低則無(wú)法滿(mǎn)足NOB生長(zhǎng)需求，培養(yǎng)過(guò)程中可根據(jù)NO??消耗情況分次補(bǔ)加。其二，NOB為嚴(yán)格好氧菌，亞硝酸鈉的氧化需充足氧氣，培養(yǎng)過(guò)程中需通過(guò)曝氣、搖床振蕩等方式保證溶解氧充足。其三，培養(yǎng)基中需避免氨氮、有機(jī)碳源及重金屬等干擾組分，防止雜菌生長(zhǎng)或抑制NOB活性。此外，亞硝酸鈉具有一定毒性，實(shí)驗(yàn)操作中需注意防護(hù)，培養(yǎng)基滅菌后需冷卻至適宜溫度再接種，避免高溫破壞底物穩(wěn)定性。
四、結(jié)語(yǔ)
亞硝酸鈉作為NOB特異性底物，是硝化細(xì)菌培養(yǎng)基的核心組分，其通過(guò)為NOB提供能量與氮源、維持培養(yǎng)體系穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)NOB的選擇性培養(yǎng)、富集分離與活性測(cè)定，為硝化細(xì)菌的相關(guān)科研與應(yīng)用提供了基礎(chǔ)支撐。在實(shí)際應(yīng)用中，需嚴(yán)格控制亞硝酸鈉的使用濃度與培養(yǎng)條件，規(guī)避干擾因素，以提高硝化細(xì)菌培養(yǎng)的效率與準(zhǔn)確性，為氮素循環(huán)研究、污水處理等領(lǐng)域提供技術(shù)支持。