厭氧氨氧化細菌是氮循環中的關鍵微生物，能將銨（NH₄⁺）和亞硝酸鹽（NO₂^-）直接轉化為氮氣（N₂），在全球氮素去除和溫室氣體減排中扮演重要角色。其代謝途徑主要包括三步：亞硝酸鹽還原酶（Nir）將NO₂^-還原為一氧化氮（NO）；肼合酶（Hzs）催化NO與NH₄⁺結合生成肼（N₂H₄）；最后由肼脫氫酶（Hdh）將N₂H₄氧化為N₂。炔烴類化合物（如1-辛炔）是研究硝化微生物（如AOB和AOA）N₂O排放的常用選擇性抑制劑，但其對anammox的影響尚不明確。本研究旨在探究線性與芳香炔烴對anammox活性的抑制效應，確定其作用靶點，并評估其作為選擇性抑制劑在復雜環境樣品（如人工濕地）中的應用潛力。

本研究以高富集的“Candidatus Kuenenia stuttgartiensis”生物質以及接收垃圾滲濾液的人工濕地土壤為研究對象。將生物質與濕地土壤泥漿分別與10 μM的C₂–C₈線性炔烴或苯乙炔共培養10天。通過向體系中添加穩定同位素示蹤劑¹⁵N-亞硝酸鹽和¹⁴N-銨鹽（或¹⁵N-肼），利用氣相色譜-質譜聯用儀監測²⁹N₂或³⁰N₂的產量，從而量化anammox活性。此外，還通過添加一氧化氮供體DEA-NONOate并結合¹⁵N-銨鹽的實驗，以確定炔烴抑制的具體步驟。通過16S rRNA基因擴增子測序分析了生物反應器和濕地土壤中的微生物群落結構，并使用qPCR定量了肼脫氫酶（hdh）基因的豐度。

在“Ca. Kuenenia stuttgartiensis”生物質培養實驗中，C₂–C₅線性炔烴（乙炔、丙炔、丁炔、戊炔）的添加顯著抑制了²⁹N₂的生成，與未添加抑制劑的對照組相比，產量下降了89%至97%。相反，更長鏈的炔烴（C₆–C₈）及僅含溶劑DMSO的對照組未觀察到顯著抑制。芳香炔烴苯乙炔導致了約40%的活性降低。在濕地土壤泥漿實驗中，同樣觀察到C₂–C₅炔烴對anammox活性的抑制，²⁹N₂產量減少了42%至77%，但抑制程度較純培養體系緩和。

為確定抑制發生在anammox途徑的哪個環節，研究使用了¹⁵N標記的肼作為底物。實驗發現，即使在C₂–C₅炔烴存在下，¹⁵N-肼氧化生成³⁰N₂的過程并未受到影響，這表明肼脫氫酶并非炔烴的抑制靶點。然而，當使用一氧化氮供體和¹⁵N-銨鹽進行實驗時，炔烴的添加使得²⁹N₂的生成停止。這些結果綜合表明，線性與芳香炔烴的特異性抑制靶點是anammox途徑中催化肼合成的關鍵酶——肼合酶。

對生物反應器的微生物群落分析顯示，“Ca. Kuenenia stuttgartiensis”占主導地位（約70%相對豐度）。濕地土壤的微生物多樣性更高，其中檢測到anammox細菌“Ca. Scalindua sp.”和“Ca. Kuenenia sp.”，以及氨氧化細菌如Nitrosomonas mobilis。值得注意的是，濕地土壤中未檢測到全程氨氧化細菌Nitrospira。

本研究證實了短鏈線性炔烴和苯乙炔是anammox的有效抑制劑，其作用機制是通過抑制肼合酶來實現的。這一發現具有重要的生態學與應用意義。首先，由于anammox對長鏈炔烴（如1-辛炔）不敏感，而1-辛炔已知可選擇性抑制AOB對AOA影響較小，因此，1-辛炔可作為理想的工具，用于在好氧/缺氧界面等復雜環境中，區分并量化AOB與AOA對N₂O排放的相對貢獻，同時不影響anammox的氮去除功能。這為精準評估和管控污水處理、濕地修復等過程中溫室氣體排放提供了新策略。其次，研究觀察到垃圾滲濾液處理濕地土壤中存在的短鏈炔烴可能抑制anammox活性，這提示在利用人工濕地處理富含烴類的廢水時，需考慮污染物對功能微生物的潛在抑制效應。此外，與常用的硝化抑制劑烯丙基硫脲（ATU）相比，1-辛炔具有不易降解、可揮發性補充等優勢，可能是一種更可靠的選擇性抑制工具。

本研究系統闡明了線性與芳香炔烴對厭氧氨氧化過程的選擇性抑制規律，并首次明確其分子靶點為肼合酶。最重要的發現是，長鏈炔烴1-辛炔在不抑制anammox活性的前提下，可用于特異性區分氨氧化細菌與古菌的代謝貢獻。這一成果深化了對氮循環微生物相互作用的理解，并為開發針對性的環境管理技術與溫室氣體減排方案提供了關鍵科學依據。