сульфуримонас
сульфуримонас | |
---|---|
Научная классификация | |
Домен: | |
Тип: | |
Сорт: | « Кампилобактерии »
|
Заказ: | |
Семья: | |
Род: | сульфуримонас Инагаки и др. 2003 г. [ 1 ]
|
Типовой вид | |
Sulfurimonas автотрофика Инагаки и др. 2003 г.
| |
Разновидность | |
Посмотреть текст |
Sulfurimonas — род бактерий класса Campylobacterota , известный способностью восстанавливать нитраты, окислять серу и водород и содержать гидрогеназы группы IV. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Этот род состоит из четырех видов: Sulfurimonas autorophica , Sulfurimonas denitrificans , Sulfurimonas gotlandica и Sulfurimonas paralvinellae . Название рода происходит от « сера» латинского слова и греческого слова «монас» , что вместе означает «стержень, окисляющий серу». [ 5 ] Размер бактерий варьируется примерно от 1,5-2,5 мкм в длину и 0,5-1,0 мкм в ширину. [ 6 ] [ 7 ] [ 4 ] Представители рода Sulfurimonas встречаются в самых разных средах, включая глубокие морские жерла, морские отложения и наземные среды обитания. [ 3 ] Их способность выживать в экстремальных условиях объясняется наличием нескольких копий одного фермента. [ нужны дальнейшие объяснения ] . [ 3 ] Филогенетический анализ показывает, что представители рода Sulfurimonas обладают ограниченной способностью к расселению, и на его видообразование повлияла географическая изоляция, а не гидротермальный состав. [ нужна ссылка ] . Глубоководные океанские течения влияют на распространение видов Sulfurimonas , влияя на их видообразование . [ 8 ] Как показано в отчете MLSA [ нужны дальнейшие объяснения ] Из глубоководных гидротермальных источников Campylobacterota , Sulfurimonas глубоководных гидротермальных источников обладают более высокой способностью к распространению по сравнению с термофилами , что указывает на аллопатрическое видообразование. [ нужна проверка ] . [ 8 ]
Характеристики
[ редактировать ]Разновидность | Размер | Морфология [ 9 ] | Движение | Температурная зависимость [ 6 ] | Условия обитания | Оптимальные условия | Время удвоения при оптимальных условиях (часы) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Sulfurimonas автотрофика | 1,5-2,5 х 0,5-1,0 мкм [ 5 ] | Стержень | Один полярный жгутик [ 5 ] | Мезофильный | Температура: 10–40 °С. [ 5 ] pH: 5 - 9 [ 5 ] | Температура: 23–26 °С. [ 9 ] РН= 6,5 [ 6 ] | 1.4 [ 9 ] |
Sulfurimonas denitrificans | Переменная длина с шириной ~0,3 мкм [ 6 ] | Короткий стержень или спирилла | Н/Д | Мезофильный | Температура: 10-30°С; [ 9 ] pH: 7 [ 10 ] | Температура: 22 °С [ 9 ] РН=7 [ 6 ] | 12 [ 9 ] |
Сульфуримонас Готландика | 0,66±0,083×62,1±0,54 мкм [ 11 ] | Изогнутый стержень или спириллоподобный | Один полярный жгутик или два жгутика на противоположных полюсах. [ 11 ] | Психротолерантный | Температура: 4 – 20 °C [ 6 ] pH: 6,7–8,0 [ 6 ] | Температура: 15 °С [ 6 ] | 13 [ 6 ] |
Sulfurimonas paralvinellae | 1,50–2,50 мкм × 0,6–0,8 мкм [ 9 ] | Стержень | движущийся жгутик
Длина 1,5–2,5 мкм, ширина 0,6–0,8 мкм. [ 9 ] |
Мезофильный | Температура: 4-35 °С [ 9 ] рН: 5,4-8,6 | Температура: 30 °С [ 9 ] рН=6,1 [ 6 ] | 13-16 [ 9 ] |
История признания
[ редактировать ]«Ауто» и «трофикос» происходят от греческих слов , где «ауто» означает «сам», а «трофикос» относится к уходу, уходу или кормлению, что указывает на его автотрофность. [ 4 ] Численность и распределение подгрупп внутри Campylobacterota и рода Sulfurimonas были обнаружены в толще воды с использованием ряда методов, включая клонирование 16S рРНК, катализируемое осаждение репортера и флуоресцентную гибридизацию in situ (CARD-FISH), а также количественные измерения ПЦР. [ 12 ] Пробы воды отбирались на разных глубинах, и концентрации питательных веществ, кислорода и серы измерялись сразу после отбора проб. В образце измеряли скорость фиксации углерода , экстрагировали ДНК и специфические последовательности амплифицировали с помощью ПЦР. [ 12 ]
Часть « денитрификанты» в названии Sulfurimonas denitrificans (S. denitrificans ) относится к ее способности восстанавливать нитраты в газообразный диазот, процесс, известный как денитрификация . В 2006 году Sulfurimonas denitrificans был последним видом, отнесенным к роду Sulfurimonas , поскольку в 2000 году его ошибочно отнесли к роду Thiomicrospira . [ 13 ]
Исследования Sulfurimonas gotlandica (S. gotlandica ) в основном проводились в Балтийском море с использованием трансмиссионной электронной микроскопии и флуоресцентной микроскопии с фосфорновольфрамовой кислотой и окрашиванием DAPI в качестве форм визуализации. [ 6 ] [ 14 ] [ 13 ]
Sulfurimonas paralvinellae впервые была получена из гнезда глубоководных многощетинковых червей , в частности из семейства Alvinellidae . Представители рода Paralvinellae были обнаружены в сульфидном кургане глубоководного гидротермального источника на Северном поле Ихэя в Среднеокинавском прогибе. [ 9 ] Первоначально штамм был отделен от гнезда методом разведения до уничтожения. Штамм получил название GO25 T и имел физиологические и филогенетические характеристики, напоминающие Sulfurimonas autotropica. Позднее было установлено, что этот вид отличается от Sulfurimonas autotropica ярко выраженным энергетическим обменом . [ 3 ] [ 9 ]
Филогения
[ редактировать ]Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN). [ 15 ] и Национальный центр биотехнологической информации (NCBI) [ 16 ]
на основе 16S рРНК ДП _08_2023 [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] | 120 однокопийных маркерных белков на основе GTDB 08-RS214 [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
Метаболизм
[ редактировать ]Как правило, бактерии имеют множество путей метаболизма , и в случае представителей рода Sulfurimonas они подразделяются на таксоны. [ 23 ] Представители рода Sulfurimonas живут в самых разных средах и играют жизненно важную роль в хемоавтотрофных процессах, в зависимости от окружающей среды. [ 3 ] Было показано, что изоляты четырех видов этого рода растут с использованием самых разных акцепторов и доноров электронов, что позволяет представителям рода Sulfurimonas расти в самых разных средах. [ 3 ] Таким образом, успех Sulfurimonas spp. приписывают его способности быть хемолитотрофом, его гибкому метаболизму меняющихся акцепторов/доноров электронов и источников неорганического углерода, его толерантности к кислороду и его способности меняться в зависимости от окружающей среды. [ 3 ] [ 24 ] четыре типа энергетического метаболизма В разных средах наблюдаются ; включая обмен серы, водорода, азота и углерода. [ 13 ]
Метаболизм серы
[ редактировать ]является сероокисляющей Sulfurimonas эпсилонпротеобактерией. Исследования показали, что spp . используйте для роста широкий спектр доноров электронов, включая сульфид, серу, тиосульфат и сульфит. [ 3 ] Однако, как показано ниже, не все виды могут использовать каждый из упомянутых доноров электронов ( табл. 2 ). Серооксигеназоредуктаза (SOR) катализирует серу , образуя сульфит , тиосульфат и сульфид . [ 25 ] Гены SOR обнаружены у S. gotlandica и S. autotropica, но отсутствуют у S. denitrificans . [ 13 ] Предполагается, что S. denitrificans потеряли гены SOR из-за среды обитания с низким содержанием сульфидов в голландском Вадденском море . [ 13 ]
Sulfurimonas paralvinellae способна использовать для метаболизма как молекулярный водород , так и восстановленную серу , что делает ее второй глубоководной кампилобактерией, обнаружившей это. [ 9 ] Sulfurimonas paralvinellae также способна использовать дрожжевой экстракт в качестве источника серы. [ 3 ] Молекулярный водород обеспечивает более высокую скорость роста, и Sulfurimonas paralvinellae предпочитает ему свободную восстановленную серу, даже если последняя присутствует в окружающей среде в избытке. Возможно, это можно объяснить меньшим количеством молекулярного водорода, необходимого для поддержания роста бактериальной клетки, по сравнению с восстановленной серой. [ 9 ]
Таблица 2. Список доноров электронов видов Sulfurimonas . [ 3 ]
Sulfurimonas autorophica | Sulfurimonas denitrificans | Сульфуримонас Готландика | Sulfurimonas paralvinellae | |
---|---|---|---|---|
Сульфид | ✓ | ✓ | ✓ | Х |
сера | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
Тиосульфат | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
Сульфит | Х | Х | ✓ | Х |
Водород | Х | ✓ | ✓ | ✓ |
За исключением S. paralvinellae, все виды Sulfurimonas могут использовать сульфид в качестве донора электронов, окисляя сульфид до сульфата. [ 3 ] Используемый путь окисления сульфида называется сульфид:хинонредуктазой (SQR) и кодируется генами, участвующими в пути, ответственном за катализацию окисления сульфида. [ 3 ] [ 26 ] Во всех королевствах известно шесть типов белков SQR. [ 3 ]
Большинство изолятов эпсиолонпротеобактерий имеют SQR, классифицированные как тип II, IV и VI, никогда не имеют типа I и иногда имеют типы III и V. [ 3 ] Sulfurimonas — единственный известный род Campylobacterota , имеющий SQR III и V типов. [ 3 ] Тип III встречается только у S. denitrificans и S. gotlandica . [ 3 ] SQR типа IV высококонсервативен и обнаружен у всех четырех видов Sulfurimonas , поэтому считается наиболее важным SQR для выживания клеток в роде Sulfurimonas . [ 3 ] Согласно исследованию, посвященному гетерологичной экспрессии SQR гомологов у S.denitrificans, он имеет три функциональных SQR; Тип II, III и IV. [ 26 ] Другое исследование также показало, что SQR типа VI не было у S. denitrificans , но было у трех других видов. [ 13 ] Исследователи обнаружили, что SQR типа VI, функционирующий в средах с высоким содержанием сульфидов , [ 13 ] и предположил, что S. 'denitrificans не требует SQR типа VI, поскольку представители этого вида имеют низкую вероятность встречи со свободным сульфидом. [ 13 ] С другой стороны, S. автотрофный — единственный из четырех видов, который содержит SQR типа V и был связан с организмами, живущими в кислых шахтах. [ 5 ]
Точная роль функциональных SQR остается неизвестной. [ 26 ] Однако в целом SQR имеют решающее значение для окисления сульфидов, ассимиляции и передачи сигналов, выработки энергии и устойчивости к тяжелым металлам. [ 26 ] Таким образом, представители рода Sulfurimonas вносят значительный вклад в глобальный цикл серы, поскольку все представители этого вида окисляют серу до сульфата. [ 5 ]
Водородный обмен
[ редактировать ]кроме одного, Все виды Sulfurimonas, могут использовать водород в качестве источника энергии для роста. [ 13 ] Представители S. autotropica — единственные виды Sulfurimonas . не использовать водород, и было показано, что он растет с водородом в аэробных и анаэробных условиях. [ 6 ] Напротив, водород иногда используется в качестве донора электронов бактериями, принадлежащими к S. denitrificans , S. gotlandica и S. paralvinellae , вместо соединений на основе серы. [ 27 ] [ 6 ]
Бактерии рода Sulfurimonas катализируют водородный обмен, используя [NiFe]-гидрогеназу. Реакция . [ 28 ] Существует множество различных [NiFe]-гидрогеназ, которые подразделяются на разные группы (группы от I до IV) и обнаружены у всех четырех видов Sulfurimonas . [ 13 ] Поскольку S. autotropica содержит гидрогеназы, исследование пришло к выводу, что в определенных условиях окружающей среды он может потреблять водород. [ 5 ]
Другое исследование показывает, что S. denitrificans растет более эффективно с водородом , чем с тиосульфатом . [ 13 ] Три вида Sulfurimonas активного поглощения водорода экспрессируют гидрогеназу и могут расти на водороде. [ 13 ] Место обитания бактерий (например, морская вода, отложения или гидротермальные источники) будет влиять на уровень кислорода в окружающей среде и, следовательно, на тип метаболизма. [ 13 ] что они используют.
Азотистый обмен
[ редактировать ]Насколько нам известно, азотистый обмен происходит у всех представителей видов Sulfurimonas, кроме S. autotropica. [ 13 ] . Показано, что S. autotropica не может расти в концентрации нитрата натрия 5 мМ в лабораторных условиях. [ 4 ] Денитрификация Sulfurimonas spp . играет решающую роль в круговороте азота. [ 13 ] нитратов Обмен у S. denitrificans составляет 20 мМ за период от трех (с тиосульфатом и водородом) до шести дней (тиосульфат и без водорода). [ 13 ] Обмен нитратов у двух других видов — S. gotlandica и S. paralvinellae — совершенно различен. [ 13 ] S. gotlandica использовала только 1 мМ нитрат в течение 9 дней (с тиосульфатом), а S. paralvinellae использовала 10 мМ нитрата в течение 4 дней (с водородом и серой). [ 7 ] [ 9 ] Кроме того, S. gotlandica и S. denitrificans могут использовать нитрит вместо нитрата в качестве акцептора электронов. [ 13 ] Список акцепторов электронов, которые могут использовать виды Sulfurimonas , приведен в таблице 3 .
Таблица 3. Список акцепторов электронов видов Sulfurimonas . [ 13 ]
Sulfurimonas autorophica | Sulfurimonas denitrificans | Сульфуримонас Готландика | Sulfurimonas paralvinellae | |
---|---|---|---|---|
Нитрат | Х | ✓ | ✓ | ✓ |
Нитрит | Х | ✓ | ✓ | Х |
Кислород | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
Для катализа реакции азотистого обмена все виды Sulfurimonas имеют периплазматическую каталитическую субъединицу нитратредуктазы (Nap) (NapA). Эти эпсиолонпротеобактериальные NapA обладают высоким сродством к нитратам и могут представлять собой адаптацию представителей этого рода к низким концентрациям нитратов в окружающей среде в глубоководных жерлах.
Изоляты S. gotlandica и S. denitrificans хорошо адаптированы к изменяющимся концентрациям кислорода и сероводорода в окружающей среде, поскольку они могут использовать нитрат , нитрит или кислород в качестве акцепторов электронов. Их способность использовать нитраты или нитриты в качестве акцептора электронов вместо кислорода расширяет их экологическую нишу за пределы бескислородных зон на гораздо более глубокие области в толще воды.
Видообразование
[ редактировать ]Виды, составляющие род Sulfurimonas, различаются по четким физиологическим и генотипическим различиям. [ 6 ] Многие изоляты были частично или полностью секвенированы. Например, геном изолята S. autotropica имеет примерно 2 153 198 пар оснований. [ 5 ]
Представители этого рода бактерий обитают в сульфидных водах, пелагических окислительно-восстановительных зонах и глубоководных жерлах, где много серосодержащих соединений. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Виды рода Sulfurimonas используют множество белков, которые катализируют определенные соединения, обнаруженные в этих областях, что еще раз подчеркивает сходство и различия в их ДНК-геномах. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 6 ] [ 8 ]
Сходство последовательностей генов 16S рРНК у Sulfurimonas gotlandica, Sulfurimonas paralvinellae, Sulfurimonas autotropica и Sulfurimonas dentrificans превышает 90%. [ 6 ] с S. gotlandica имеет сходство с другими видами от 93,7 до 94,2%. [ 6 ] Аналогичным образом, S. paralvinellae и S. autotropica (штамм OK10) имеют сходство последовательностей генов 16S рРНК на 96,3%. [ 5 ] [ 9 ] в то время как S. dentrificans и S. autotropica (OK10) имеют сходство последовательностей на 93,5%. [ 5 ]
Содержание G + C в геномах некоторых видов схоже. S. gotlandica содержит ДНК с содержанием G + C 33,6 мол% (A + T, 66,4 мол%), [ 6 ] в то время как S. paralvinellae имеет 37,6 мол% содержания ДНК G + C (63,4 моль % A + T). [ 9 ]
Филогенетический анализ показал, что Sulfurimonas проявляет ограниченную способность к распространению, поскольку на видообразование больше влияет географическое положение, чем гидротермальный состав. [ 8 ] могут влиять глубоководные течения Кроме того, на видообразование . [ 8 ]
В следующей таблице обобщена информация, представленная выше:
Таблица 4: Содержание ДНК и сходство генов 16s рРНК между Sulfurimonas
ДНК Содержание G + C (моль %) | Содержание ДНК А + Т (моль%) | Сходство генов 16s рРНК (%) | |
---|---|---|---|
Sulfurimonas автотрофика | Н/Д | Н/Д | Сходство с S. paralvinellae 96,3%.
Сходство с S. gotlandica 93,7-94,2%. Сходство 93,5% с S. dentrificans. |
сульфуримонас
зубочистители |
Н/Д | Н/Д | Сходство 93,5% с S. autrotropica (ОК10) .
Сходство с S. gotlandica 93,7-94,2%. |
Сульфуримонас Готландика | 33,6 мол% | 66,4 мол% | Сходство со ВСЕМИ видами 93,7 - 94,2%. |
Sulfurimonas paralvinellae | 37,6 мол% | 63,4 мол% | Сходство 96,3% с S. autrotropica (ОК10) .
Сходство с S. gotlandica 93,7-94,2%. |
среда обитания
[ редактировать ]Sulfurimonas обычно встречаются в (сульфидогенных) средах обитания, таких как морские отложения, глубоководные гидротермальные жерла, пелагические редоксклинали и нефтяные месторождения. [ 29 ] Среда обитания, в которой они встречаются, отражается на их генном содержании; у некоторых членов меньше генов, в то время как у других больше генов, связанных со средой, в которой они встречаются. [ 3 ] Некоторые из этих генов позволяют использовать различные доноры и акцепторы электронов, что позволяет им обитать в различных средах. [ 3 ] В глубоководных гидротермальных источниках окисление сульфидов является наиболее важным источником химической энергии для видов Sulfurimonas. [ 9 ] По совпадению, высокие концентрации сероводорода в глубоководных жерлах образуются в результате высокотемпературного взаимодействия морской воды и горных пород. [ 9 ] Примечательно, что микроорганизмы, живущие в глубоком темном океане, окисляют соединения серы с целью хемолитоавтотрофии ; этот процесс опосредован микробами. [ 9 ] Например, сульфидхинонредуктазы (SQR), обнаруженные во всех изолятах Sulfurimonas spp. способствует окислению серо- и тиосульфатсодержащих соединений. [ 4 ] [ 3 ] [ 26 ] Кроме того, гидрогеназы и другие ферменты позволяют этому конкретному роду колонизировать «разнородные» среды. [ 3 ] Из-за зависимости от серосодержащих соединений в глубоководных районах это может создать конкуренцию между видами.
Бактериальные маты встречаются на глубине около 100 м рядом с активными гидротермальными жерлами. [ 11 ] Филогенетический анализ показал, что эти бактериальные маты состояли из бактерий рода Sulfurimonas . [ 11 ] Подобные бактериальные маты обычно встречаются на подводных горах, образованных подводными вулканами, а также в результате интенсивного вулканизма в гидротермальных жерлах. [ 29 ] Гидротермальная вентиляция способствует росту бактериальных матов, в которых встречается Sulfurimonas , например, на подводных горах Камаэуаканалоа , Аксиал , Вайлулуу и Суйо , а также на Марианских дугах и дугах Кермадек. [ 29 ]
Биотические взаимодействия
[ редактировать ]Хищничество
[ редактировать ]Sulfurimonas (подгруппа GD17) доминирует в хемотрофной денитрификации в пелагических редоксклиналях Балтийского моря . [ 14 ] [ 13 ] [ 6 ] Используя такие методы, как анализ хищников и культуру бактериальных поправок, было обнаружено, что популяция Sulfurimonas (подгруппа GD17) имела время удвоения от 1 до 1,5 дней, что намного больше, чем их среднее время удвоения в оптимальных условиях, показанных в Таблице 1. . [ 30 ] Однако выпас может поглотить популяцию в течение одного дня. [ 30 ] были обнаружены пять активных травоядных , которые обычно встречаются у редоксклиновых инфузорий (Oligohymenophorea, Prostomatea) и групп морских жгутиконосцев С помощью RNA-SIP (MAST-4, Chrysophyta, Cercozoa) . [ 30 ] холодного просачивания В экосистеме крабы-литодиды ( Paralomis sp .), питающиеся фильтрами, питаются тиотропными бактериальными матами, состоящими из множества различных типов бактерий . [ 30 ]
Было обнаружено, что в отсутствие других возможных предикторов бактерии, принадлежащие к роду Sulfurimonas , растут в унимодальных отношениях, что позволяет предположить увеличение бактериального разнообразия и продуктивности. Это означает, что без предикторов эти бактерии могут дифференцироваться и расти в геометрической прогрессии. [ 30 ]
Симбиоз
[ редактировать ]Sulfurimonas — род, который обычно наблюдается в симбиозе с другими организмами, в основном с морскими кольчатыми червями. Sulfurimonas paralvinellae связана с глубоководными колониями полихет , расположенными вблизи гидротермальных источников. Гнезда этих червей покрыты восстановленными частицами серы, образующимися в результате сочетания микробиологических и химических процессов. Эти частицы серы служат легкодоступным источником энергии для бактерий, принадлежащих к роду Sulfurimonas . [ 9 ]
Биотурбация мохоногими червями в условиях мелководья в условиях отсутствия кислорода усиливает метаболизм бактерий филотипа Epsilonproteobacterium , который имеет более чем 95% сходство с Sulfurimonas denitrificans. Деятельность мохоносцев, такая как рытье нор и перистальтическая перекачка, приводит к тому, что кислород и углекислый газ, растворенные в воде, попадают в осадок. Этот обогащенный слой опускается вниз и смешивается с нижележащими осадками. Кислород, взятый из воды, проникает в этот анаэробный слой и создает сульфат, который может быть использован бактериями для метаболизма . Сульфид из воды также может обезвреживаться мозаиками либо за счет разветвленной дыхательной цепи, либо за счет окислительно-восстановительной регуляции окисления сульфида. Конечным продуктом этих реакций является тиосульфат, который становится еще одним источником энергии для хемоавтотрофных бактерий, колонизирующих осадок. [ 31 ]
Соревнование
[ редактировать ]Бактерии, принадлежащие к роду Sulfurimonas, конкурируют с другими сульфатокисляющими бактериями (SOB) за пищевые ресурсы и интенсивно изучаются из-за их важности в нефтяной промышленности. [ 32 ] [ 31 ] Сообщества SOB представляют собой физиологически разнообразные представители, такие как роды Sulfurimonas , Chlorobia и Chloroflexi . [ 32 ] Все эти роды встречаются в нефтяных резервуарах, а Sulfurimonas присутствуют в высоких количествах. [ 31 ] [ 32 ] Представители этого рода заняли примерно 26% водоемов, все из которых различаются температурой и относительным соотношением других SOB, что является еще одним показателем того, что этот род способен к росту в широком диапазоне температур. [ 3 ] [ 14 ] [ 31 ] [ 32 ] Несмотря на это, Sulfurimonas конкурируют с Thioclava , Sulfuricurvum и Thiohalomonas, которые коррелируют с 15,4%, 12,0% и 17,0% соответственно. [ 32 ] Большинство бактерий, присутствующих в этих резервуарах, представляют собой некультивируемые бактерии, глубоко не изученные. [ 31 ] [ 32 ] Бактерии указанных родов получают энергию за счет окисления восстановленных сернистых соединений (т.е. сульфидов и тиосульфатов), что позволяет предположить прямую конкуренцию между ними за серосодержащие соединения. [ 3 ] [ 4 ] [ 6 ]
Пищевая цепь/Сеть
[ редактировать ]
Известно, что представители бактериального рода Sulfurimonas влияют на относительную численность видов вокруг них. [ 33 ] В случае штамма GD1 S. gotlandica было продемонстрировано, что популяции гетеротрофных нанофлагеллят (HNF) уменьшались, в то время как численность инфузорий и динофлагеллят оставалась относительно постоянной в условиях, богатых кислородом / сероводородом. [ 33 ] Напротив, в субоксических условиях наблюдалась противоположная тенденция: HNF и инфузорий численность увеличивалась, тогда как динофлагелляты оставались постоянными. [ 33 ] Эти изменения были объяснены как присутствием кислорода/сероводорода в окружающей среде, так и потенциальным хищничеством HNF со стороны S. gotlandica . [ 33 ]
В другом исследовании было обнаружено, что в условиях редоксклина обитают пять активных травоядных, а именно редоксклиновые инфузории, группы морских жгутиковых и некоторые виды экосистем холодного просачивания. [ 30 ] [ 34 ] Фактически, эти организмы способны уничтожить всю популяцию Sulfurimonas в этом конкретном районе за день. [ 30 ]
Экологическая значимость
[ редактировать ]Для роста виды Sulfurimonas потребляют как восстановленные виды серы, так и окисленные виды азота. Таким образом, представители Sulfurimonas напрямую влияют на биогеохимический круговорот этих элементов в средах, где они существуют и численно многочисленны. Например, по данным подсчета клеток CARD-FISH, Sulfurimonas gotlandica может составлять до 25% микробного сообщества в редоксклине Балтийского моря. [ 35 ] и виды Sulfurimonas . составили значительное количество чтений Campylobacterota в исследовании микробного разнообразия в глубоководных диффузных источниках потока с использованием амплифицированных последовательностей 16S.
Дальнейшие исследования
[ редактировать ]Sulfurimonas hongkongensis — недавно обнаруженный вид рода Sulfurimonas. Его нашли в Гонконге, недалеко от прибрежных отложений у подходного канала Кай Так, соединяющего гавань Виктория. Он производит энергию в бескислородных условиях. Его донором электронов является тиосульфат, сульфид или водород, а акцептором электронов — нитрат. Его морфология палочковидная, растет при 15–35 °C (оптимально при 30 °C), pH 6,5–8,5 (оптимально при 7,0–7,5) и 10–60 г/л. −1 NaCl (оптимально 30 г/л −1 ) . Его геном на 34,9% состоит из GC, 2290 генов, кодирующих белки, и 42 генов РНК (3 гена рРНК). Основными клеточными жирными кислотами были C14:0 (4,8%), C16:0 (32,8%), 2-OH C16:0 (9,5%), C16:1 (14,6%), C18:0 (16,9%) и С18:1 (19,2%). Состав этих жирных кислот аналогичен составам, обнаруженным в изолятах Sulfurimonas paralvinellae' и Sulfurimonas autotropica', но имеется уникальная жирная кислота, представленная 2-OH C16:0, которая определила, что этот вид отличается от других представителей Род Sulfurimonas.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Инагаки, Ф.; Такай, К.; Кобаяши, Х.; Нилсон, К.Х.; Хорикоши, К. (2003). «Sulfurimonas autotropica gen. nov., sp. nov., новая сероокисляющая ε-протеобактерия, выделенная из гидротермальных отложений Среднеокинавского желоба». Межд. Дж. Сист. Эвол. Микробиол . 53 (6): 1801–1805. дои : 10.1099/ijs.0.02682-0 . ПМИД 14657107 .
- ^ Перейти обратно: а б с Кардман, Зена (2014). «Активные прокариотические сообщества вдоль термически и геохимически изменчивого трансекта в гидротермальных отложениях бассейна Гуаймас». Издательство диссертаций ProQuest . ПроКвест 1612445722 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х и Хан, Ючен; Пернер, Мирьям (1 января 2015 г.). «Всемирно распространенный род Sulfurimonas: универсальный энергетический метаболизм и адаптация к окислительно-восстановительным процессам» . Границы микробиологии . 6 : 989. дои : 10.3389/fmicb.2015.00989 . ПМЦ 4584964 . ПМИД 26441918 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Инагаки, Фумио; Такай, Кен; Кобаяши, Хидеки; Нилсон, Кеннет Х.; Хорикоши, Коки (1 января 2003 г.). «Sulfurimonas autotropica gen. nov., sp. nov., новая сероокисляющая ε-протеобактерия, выделенная из гидротермальных отложений Среднеокинавского желоба». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 53 (6): 1801–1805. дои : 10.1099/ijs.0.02682-0 . ПМИД 14657107 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к Сикорский, Йоханнес; Мунк, Кристина; Лапидус, Алла; Нгачу Джао, Оливье Дуплекс; Лукас, Сьюзен; Главина Дель Рио, Тихана; Нолан, Мэтт; Тайс, Хоуп; Хан, Клифф (27 октября 2010 г.). «Полная последовательность генома штамма типа Sulfurimonas autotropica (OK10T)» . Стандарты в геномных науках . 3 (2): 194–202. дои : 10.4056/sigs.1173118 . ISSN 1944-3277 . ПМК 3035374 . ПМИД 21304749 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т Лабренц, Матиас; Гроте, Яна; Маммич, Керстин; Бошкер, Хенрикус Т.С.; Лауэ, Майкл; Йост, Гюнтер; Глаубиц, Сабина; Юргенс, Клаус (01 января 2013 г.). «Sulfurimonas gotlandica sp. nov., хемоавтотрофная и психротолерантная эпсилонпротеобактерия, выделенная из пелагического редоксклина, и исправленное описание рода Sulfurimonas» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 63 (11): 4141–4148. дои : 10.1099/ijs.0.048827-0 . ПМЦ 3836495 . ПМИД 23749282 .
- ^ Перейти обратно: а б Маммич, Керстин; Йост, Гюнтер; Юргенс, Клаус (01 февраля 2014 г.). «Влияние концентрации растворенного неорганического углерода и pH на рост хемолитоавтотрофной эпсилонпротеобактерии Sulfurimonas gotlandica GD1T» . МикробиологияОткрыть . 3 (1): 80–88. дои : 10.1002/mbo3.153 . ISSN 2045-8827 . ПМЦ 3937731 . ПМИД 24376054 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Мино, Саяка; Накагава, Сатоши; Макита, Хироко; Токи, Томохиро; Миядзаки, Дзюнъити; Зиверт, Стефан М; Польц, Мартин Ф; Инагаки, Фумио; Годфрой, Энн (2017). «Эндемичность космополитных мезофильных хемолитоавтотрофов Sulfurimonas в глубоководных гидротермальных источниках» . Журнал ISME . 11 (4): 909–919. Бибкод : 2017ISMEJ..11..909M . дои : 10.1038/ismej.2016.178 . ПМК 5364360 . ПМИД 28045457 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v Такай, Кен; Сузуки, Масаэ; Накагава, Сатоши; Миядзаки, Масаюки; Сузуки, Йохей; Инагаки, Фумио; Хорикоши, Коки (1 января 2006 г.). «Sulfurimonas paralvinellae sp. nov., новый мезофильный, окисляющий водород и серу хемолитоавтотроф среди Epsilonproteobacteria, выделенный из гнезда полихет глубоководных гидротермальных источников, реклассификация Thiomicrospira denitrificans в Sulfurimonas denitrificans comb. nov. и исправленное описание рода Сульфуримонас» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 56 (8): 1725–1733. дои : 10.1099/ijs.0.64255-0 . ПМИД 16901999 .
- ^ ЯННАШ, ХОЛЬГЕР В; ВИРСЕН, КАРЛ О.; НЕЛЬСОН, ДУГЛАС К.; РОБЕРТСОН, ЛЕСЛИ А. (1985). «Thiomicrospira crunogena sp. nov., бесцветная сероокисляющая бактерия из глубоководных гидротермальных источников» . Международный журнал систематической бактериологии . 35 (4): 422–424. дои : 10.1099/00207713-35-4-422 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Филлипс, Бреннан; Данбабин, Мэтью; Хеннинг, Брэд; Хауэлл, Кори; ДеЧиччио, Алекс; Флиндерс, Эштон; Келли, Кэтрин; Скотт, Джаррод; Альберт, Саймон (2016). «Изучение «Акульего канана»: биогеохимические наблюдения за подводным вулканом Кавачи (Соломоновы острова)» . Океанография . 29 (4): 160–169. дои : 10.5670/oceanog.2016.85 .
- ^ Перейти обратно: а б Гроте, Яна; Лабренц, Матиас; Пфайффер, Биргит; Йост, Гюнтер; Юргенс, Клаус (01 ноября 2007 г.). «Количественное распределение Epsilonproteobacteria и подгруппы Sulfurimonas в пелагических редоксклиналях центральной части Балтийского моря» . Прикладная и экологическая микробиология . 73 (22): 7155–7161. Бибкод : 2007ApEnM..73.7155G . дои : 10.1128/АЕМ.00466-07 . ISSN 0099-2240 . ПМК 2168200 . ПМИД 17921285 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т Хан, Ючен; Пернер, Мирьям (2014). «Роль водорода в метаболизме Sulfurimonas denitrificans» . ПЛОС ОДИН . 9 (8): е106218. Бибкод : 2014PLoSO...9j6218H . дои : 10.1371/journal.pone.0106218 . ПМЦ 4149538 . ПМИД 25170905 .
- ^ Перейти обратно: а б с Гроте, Яна; Шотт, Томас; Брукнер, Кристиан Г.; Глекнер, Фрэнк Оливер; Йост, Гюнтер; Тилинг, Ханно; Лабренц, Матиас; Юргенс, Клаус (10 января 2012 г.). «Геном и физиология модельной эпсилонпротеобактерии, ответственной за детоксикацию сульфидов в морских зонах с истощением кислорода» . Труды Национальной академии наук . 109 (2): 506–510. Бибкод : 2012PNAS..109..506G . дои : 10.1073/pnas.1111262109 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 3258601 . ПМИД 22203982 .
- ^ АС Парте; и др. «Сульфуримонас» . Список названий прокариот, имеющих номенклатуру (LPSN) . Проверено 9 сентября 2023 г.
- ^ Сэйерс; и др. «Сульфуримонас» . База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Проверено 9 сентября 2023 г.
- ^ «ЛТП» . Проверено 20 ноября 2023 г.
- ^ «Дерево LTP_all в формате Ньюика» . Проверено 20 ноября 2023 г.
- ^ «Примечания к выпуску LTP_08_2023» (PDF) . Проверено 20 ноября 2023 г.
- ^ «Выпуск GTDB 08-RS214» . База данных геномной таксономии . Проверено 10 мая 2023 г.
- ^ "bac120_r214.sp_label" . База данных геномной таксономии . Проверено 10 мая 2023 г.
- ^ «История таксонов» . База данных геномной таксономии . Проверено 10 мая 2023 г.
- ^ Сюй, Цзяньпин (01 июня 2006 г.). «ПРИГЛАШЕННЫЙ ОБЗОР: Микробная экология в эпоху геномики и метагеномики: концепции, инструменты и последние достижения» . Молекулярная экология . 15 (7): 1713–1731. Бибкод : 2006MolEc..15.1713X . дои : 10.1111/j.1365-294X.2006.02882.x . ISSN 1365-294X . ПМИД 16689892 . S2CID 16374800 .
- ^ Кэмпбелл, Барбара Дж.; Энгель, Аннетт Саммерс ; Портер, Меган Л.; Такай, Кен (1 июня 2006 г.). «Универсальные эпсилон-протеобактерии: ключевые игроки в сульфидной среде обитания». Обзоры природы. Микробиология . 4 (6): 458–468. дои : 10.1038/nrmicro1414 . ISSN 1740-1526 . ПМИД 16652138 . S2CID 10479314 .
- ^ Янош, Клаудия (2015). «Серная оксигеназа-редуктаза (Sor) в умеренно термоацидофильных выщелачивающих бактериях: исследования на Sulfobacillus thermosulfidooxydans и Acidithiobacillus Caldus» . Микроорганизмы . 3 (4): 707–724. дои : 10.3390/микроорганизмы3040707 . ПМК 5023260 . ПМИД 27682113 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Хан, Ючен; Пернер, Мирьям (2016). «Потребление сульфида у Sulfurimonas denitrificans и гетерологичная экспрессия его трех гомологов SQR» . Американское общество микробиологии . 198 (8): 1260–1267. дои : 10.1128/JB.01021-15 . ПМЦ 4859588 . ПМИД 26833414 .
- ^ Геверц, Д.; Теланг, Эй Джей; Вордоу, Г.; Дженнеман, GE (1 июня 2000 г.). «Выделение и характеристика штаммов CVO и FWKO B, двух новых нитратредуцирующих и сульфидокисляющих бактерий, выделенных из нефтяных месторождений» . Прикладная и экологическая микробиология . 66 (6): 2491–2501. Бибкод : 2000ApEnM..66.2491G . дои : 10.1128/aem.66.6.2491-2501.2000 . ISSN 0099-2240 . ПМЦ 110567 . ПМИД 10831429 .
- ^ Винье, Полетт М.; Биллоуд, Бернар (1 октября 2007 г.). «Происхождение, классификация и биологическая функция гидрогеназ: обзор». Химические обзоры . 107 (10): 4206–4272. дои : 10.1021/cr050196r . ISSN 0009-2665 . ПМИД 17927159 .
- ^ Перейти обратно: а б с Эмерсон, Дэвид; Мойер, Крейг Л. (2010). Микробиология подводных гор . Роквилл, США: Океанография. п. 151.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Андерсон, Рут; Вилезич, Клаудия; Глаубиц, Сабина; Лабренц, Матиас; Юргенс, Клаус (01 мая 2013 г.). «Влияние выпаса протистов на ключевую группу бактерий для биогеохимического круговорота на границах пелагических кислородных и бескислородных зон Балтийского моря». Экологическая микробиология . 15 (5): 1580–1594. Бибкод : 2013EnvMi..15.1580A . дои : 10.1111/1462-2920.12078 . ISSN 1462-2920 . ПМИД 23368413 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Гош, Риддхиман; Плотина, Бомба (01 ноября 2009 г.). «Биохимия и молекулярная биология литотрофного окисления серы таксономически и экологически разнообразными бактериями и архей» . Обзоры микробиологии FEMS . 33 (6): 999–1043. дои : 10.1111/j.1574-6976.2009.00187.x . ISSN 1574-6976 . ПМИД 19645821 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Тянь, Хуэймэй; Гао, Пейке; Чен, Чжаохуэй; Ли, Яншу; Ли, Ян; Ван, Янсен; Чжоу, Цзефан; Ли, Гоцян; Ма, Тинг (2 февраля 2017 г.). «Состав и численность сульфатредуцирующих и сераокисляющих микроорганизмов в обводненных нефтяных резервуарах с различной температурой в Китае» . Границы микробиологии . 8 : 143. дои : 10.3389/fmicb.2017.00143 . ISSN 1664-302X . ПМЦ 5288354 . ПМИД 28210252 .
- ^ Перейти обратно: а б с д «Изменения в ходе экспериментов по исключению хищников с... - Рисунок 3 из 6» . Исследовательские ворота . Проверено 23 марта 2017 г.
- ^ Ниманн, Хельге; Линке, Питер; Книттел, Катрин; Макферсон, Энрике; Боэций, Антье; Брюкманн, Уорнер; Ларвик, Гауте; Вальманн, Клаус; Шахт, Ульрика (07 октября 2013 г.). «Поток метана и углерода в бентосную пищевую сеть на холодных просачиваниях - пример из зоны субдукции Коста-Рики» . ПЛОС ОДИН . 8 (10): е74894. Бибкод : 2013PLoSO...874894N . дои : 10.1371/journal.pone.0074894 . ISSN 1932-6203 . ПМК 3792092 . ПМИД 24116017 .
- ^ Гроте, Дж.; и др. (2012). «Геном и физиология модельной эпсилонпротеобактерии, ответственной за детоксикацию сульфидов в морских зонах с истощением кислорода» . ПНАС . 109 (2): 506–510. Бибкод : 2012PNAS..109..506G . дои : 10.1073/pnas.1111262109 . ПМЦ 3258601 . ПМИД 22203982 .