兩株來自深海熱液區(qū)的嗜熱鐵還原細(xì)菌的分離鑒定及其鐵還原機(jī)制的研究.pdf

1、異化鐵還原微生物（Dissimilatory Iron-Reducing Microorganism，DIRM）是一類能夠以Fe(Ⅲ)為外部電子受體進(jìn)行代謝的微生物，它們廣泛分布于厭氧環(huán)境中。
　　 從東太平洋洋中脊熱液區(qū)采集的兩個(gè)硫化物樣品（22VI-EPR-S019-TVG13和22VI-EPR-S025-TVG19）中，采用蛋白胨鐵氧化物培養(yǎng)基分離純化獲得兩株嗜熱厭氧異化鐵還原細(xì)菌，分別命名為DY22613T和DY2261

2、9T。
　　 菌株DY22619T是一株嚴(yán)格厭氧細(xì)菌，其細(xì)胞呈長桿狀，菌體大小為2-6 um×0.5μm，有多個(gè)周生鞭毛，具有游動(dòng)性。溫度生長范圍為40-70℃，最適生長溫度為60℃;pH生長范圍為4.5-8.5，最適pH值為7.0;鹽度生長范圍為10-100g/L海鹽，最適生長鹽度為30g/L海鹽。在最適生長條件下，最短代時(shí)為0.92小時(shí)。異養(yǎng)生長可利用蛋白質(zhì)類和糖類如蛋白胨、胰蛋白胨、酵母膏、牛肉浸膏、半乳糖、葡萄糖和多種氨

3、基酸作底物。以蛋白胨為電子供體，可還原正方形針鐵礦(Akaganeite)、無定形羥基氧化鐵（Amorphous FeOOH）、無定形氧化鐵（Amorphous ferric oxide）以及硫酸鈉，微弱還原針鐵礦(Goethite)，不能利用可溶性的檸檬酸鐵和氯化鐵、強(qiáng)晶態(tài)的赤鐵礦(Hematite)、單質(zhì)硫和硝酸鈉作電子受體。菌株DY22619T的基因組G+C含量是29.5 mol％。該菌株與Caloranaerobacter az

4、orensis MV1087T的相似度最高(97.4％)，16S rDNA序列號(hào)為KC794016。根據(jù)該菌株與Caloranaerobacter azorensis MV1087T在基因型和表型上的差異，我們提出DY22619T代表了Caloranaerobacter屬的一個(gè)新的種，并且命名為Caloranaerobacterferrireducens sp.nov.
　　 菌株DY22613T是一株嚴(yán)格厭氧細(xì)菌，其細(xì)胞呈長桿

5、狀，菌體大小為10-15μm×0.5 u m，有多個(gè)周生鞭毛，具有游動(dòng)性。溫度生長范圍為45-70℃，最適生長溫度為60-65℃;pH生長范圍為5.0-9.0，最適pH值為7.0;鹽度生長范圍為10-80g/L海鹽，最適生長鹽度為35g/L海鹽。在最適生長條件下，最短生長代時(shí)為0.91小時(shí)。異養(yǎng)生長可利用蛋白質(zhì)類和糖類如蛋白胨、胰蛋白胨，酵母膏，牛肉浸膏、半乳糖、葡萄糖和多種氨基酸作底物。以蛋白胨為電子供體，可還原正方形針鐵礦(Akag

6、aneite)、無定形羥基氧化鐵（Amorphous FeOOH）、無定形氧化鐵（Amorphous ferric oxide）以及硫酸鈉，微弱還原針鐵礦(Goethite)，而不能利用可溶性的檸檬酸鐵和氯化鐵、強(qiáng)晶態(tài)的赤鐵礦(hematite)、單質(zhì)硫和硝酸鈉作電子受體。其基因組G+C含量是36.7％。該菌株的16S rDNA序列號(hào)為KC794016，與來自鹽湖的嗜熱嗜鹽菌Halothermothrix orenii的相似度最高(87

7、％)。根據(jù)該菌株與Halothermothrix orenii在基因型和表型上的較大差異，我們提出DY22619T代表了一個(gè)新屬。
　　 透析袋實(shí)驗(yàn)和透析管實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)DY22619T和DY22613T可以不依賴直接接觸而還原胞外的鐵氧化物，推測其可能利用電子穿梭體(electron shuttle)將電子傳遞給胞外的鐵氧化物。添加0.1mM的AQDS（一種人工電子穿梭體）使這兩株細(xì)菌的鐵還原能力分別提高了11.7％和74.0％。而

8、添加4mM NTA（一種人工螯合劑），并沒有對(duì)這兩株細(xì)菌的鐵還原速率有顯著的促進(jìn)。因此，電子穿梭機(jī)制可能是這兩株細(xì)菌還原鐵的重要機(jī)制。醌類物質(zhì)在模式生物Shewanellaspp.中已被證明具有重要的電子穿梭功能，在這兩株細(xì)菌鐵還原培養(yǎng)液的上清中也發(fā)現(xiàn)有大量的醌類物質(zhì)，其分離純化工作正在展開，以進(jìn)一步分析其化學(xué)結(jié)構(gòu)，并且探究這些醌類物質(zhì)在電子傳遞過程中的作用。
　　 菌株DY22619T和DY22613T的基因組草圖已完成測序，