Нитрососфейра

Нитрососфейра
Научная классификация
Домен:	Археи
Филум:	Нитрозосфуарота
Сорт:	Нитрозосфария
Заказ:	Нитрозосфаралс
Семья:	Nitrososphaeraceae
Род:	Нитрососфейра ; Staeglmeier et al. 2014
Тип видов
	Нитрососфейра Вена ; Staeglmeier et al. 2014
Разновидность
	" Ca. N. Evergladensis " ; " Ca. N. Gargensis " ; Н. Вена ;
Синонимы
	« Кандидат Nitrososphaera» Hatzenpichler et al. 2008 ;

Нитрососфейра является мезофильным родом, окисляющим аммиак, окисляющего Crenarchaeota. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Первый организм Nitrososphaera был обнаружен в садовых почвах в Венском университете, что привело к категоризации нового рода, семейства, порядка и класса архей. ^{[ 3 ]} Этот род содержит три различных вида: N. Viennensis , CA. Н. Гаргенсис и CA N. Evergladensis . ^{[ 1 ]} Нитрососфейра представляют собой хемолитоавтотрофы и играют важные биогеохимические роли в качестве нитрифицированных организмов. ^{[ 4 ]}

Филогения

Род нитрозосфейки содержит одну из первых обнаруженных аммиаков, окисляющих археи ( N. Viennensis) . Только три различных вида этого рода были идентифицированы. Оба ок. Н. Гаргенсис и CA N. Evergladensis известны как Candidatus , которые были обнаружены и проанализированы, но еще были изучены в чистой культуре в лаборатории. Принятая в настоящее время таксономия основана на списке прокариотических имен в номенклатуре (LPSN) ^{[ 2 ]} и кладограмма Национального центра биотехнологической информации (NCBI) была взята из выпуска GTDB 07-RS207 (8 апреля 2022 года).

Нитрососфейра

« Ca. N. Gargensis » Hatzenpichler et al. 2008

	« Ca. N. Evergladensis » Zhainina et al. 2014

	N. viennnensiinin it ' 2014

Структура генома

Ген 16S рРНК всех Nitrososphaera sp. почти идентичны, так как они сосредоточены на филогентическом дереве. N. Viennensis имеет дивергенцию 3% от ок. Н. Гаргенсис, в то время как ок. N Evergladensis имеет 97% сходство с ок. Н. Гаргенсис в гене 16S рРНК. ^{[ 5 ]} Nitrososphaera sp . Используйте гены аммиачной монооксигеназы ( AMO A) для окисления аммония в нитрит. ^{[ 6 ]}

Морфология

Все три вида содержат гены для уреазы , мочевины и аммиака . ^{[ 6 ]} Нитрососфейра имеет клеточную мембрану, состоящую из Crenarchaeol , его изомера и тетраэфира глицерина (GDGT), которые используются для идентификации аммиакового окисления археи. ^{[ 7 ]} N. Viennensis имеет диаметр клеток 0,6–0,9 мкм и является нерегулярным коком сперрикальным ^{[ 1 ]}^{[ 6 ]} Калифорнийский N. gargensis не патогенный диаметр приблизительно 0,9 ± 0,3 мкм с относительно небольшим кокком. ^{[ 8 ]} Калифорнийский N Evergladensis еще не был должным образом проанализирован и описан для морфологических характеристик.

Среда обитания

Аммиак, окисляющая археи, была обнаружена в различных средах и местах обитания по всему миру. N. Viennensis был впервые обнаружен в садовых почвах. ^{[ 3 ]} Предпочтительные условия роста составляют 35 ° C - 42 ° C, а pH - 7,5. ^{[ 1 ]} Калифорнийский N. Gargensis был обнаружен в горячих источниках и обычно встречается в тяжелом металле, содержащем среду обитания с температурой роста ~ 46 ° C. ^{[ 9 ]} Калифорнийский N Evergladensis был впервые обнаружен во влажном регионе Эверглейдс во Флориде. Другие родственники Nitrososphaera sp. также были обнаружены в болотах, микробных матах, пресноводных отложениях, глубоководных морских отложениях и областях с высоким уровнем источников азота и аммиака, чтобы обеспечить процесс окисления липидов и питательных веществ для оптимальной выживаемости этих микробов. ^{[ 4 ]}

Нитрификация и воздействие на окружающую среду

Открытие нитрососфейки, способной к окислению аммиака, показало, что как археи, так и бактерии способны к аммиака окислению . ^{[ 10 ]} Аммиак, окисляющая археи, была сопоставима с аммиаком-окисляющими бактериями . ^{[ 2 ]} Только в недавнем открытии и анализе ученые полагали, что только бактерии, окисляющие аммиак, способны окислять аммиак в почвах. Тем не менее, аммиак-окисляющие археи и аммиак, окисляющие бактерии, работают вместе в цикле азота. Аммиазизирующая аммиака, в том числе нитрососфейра, в изобилии в теплых и влажных почвах, а также бактерий-окисляющих аммиак. Оба микроба играют значительную роль в нитрификации почв. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Нитрососфейра использует аммиак из окружающей среды для генерации АТФ путем окисления аммиака (NH ₃ ) в нитрит (№ ₂⁻). ^{[ 11 ]} Окисление аммиака приводит к дезагрегации других химических соединений, обеспечивая важные питательные вещества для выживаемости растений. ^{[ 1 ]} Одним из химических соединений, которое образуется из циклирования азота, является оксид азота (N ₂ O), парниковый газ . ^{[ 4 ]}^{[ 6 ]} Оксид азота имеет более высокую радиационную эффективность в 216 раз, чем CO ₂ . ^{[ 12 ]} Эти аммиактивные археи являются ключевым компонентом в почвах, который излучает более 65% концентраций атмосферного оксида в атмосфере Земли. ^{[ 13 ]}

Смотрите также

Список родов археи

Ссылки

^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Stieglmeier M, Klingl A, Alves RJ, Rittmann SK, Melcher M, Leisch N, Schleper C (август 2014 г.). «Nitrososphaera Viennensis Gen. Nov., Sp. Nov., Аэробный и мезофильный, окисляющий аммиак археона из почвы и член архейного филома Thaumarchaeota» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 64 (Pt 8): 2738–2752. doi : 10.1099/ijs.0.063172-0 . PMC 4129164 . PMID 24907263 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Jung My, Well R, Min D, Giesemann A, Park SJ, Kim JG, et al. (Май 2014). «Изотопные подписи N2O, полученные в результате аммиачного окисления археи с почв» . Журнал ISME . 8 (5): 1115–1125. doi : 10.1038/ismej.2013.205 . PMC 3996685 . PMID 24225887 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Whitman WB, Rainey F, Kämpfer P, Trujillo M, Chun J, Devos P, Hedlund B, Dedysh S, Eds. (2015-04-17). Руководство Берджи по системе археи и бактерий (1 -е изд.). Уайли. Doi : 10.1002/ 97811896008.gbm012 ISBN 978-1-118-96060-8 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Walker CB, De La Torre JR, Klotz MG, Urakawa H, Pinel N, ARP DJ, et al. (Май 2010). «Геном Nitrosopumilus maritimus выявляет уникальные механизмы нитрификации и автотрофии в глобально распределенных морских Crenarchaea» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (19): 8818–8823. Bibcode : 2010pnas..107.8818w . doi : 10.1073/pnas.0913533107 . OCLC 801270696 . PMC 2889351 . PMID 20421470 .
^ Zhalnina KV, Dias R, Leonard MT, Dorr De Quadros P, Camargo FA, Drew JC, et al. (2014-07-07). «Последовательность генома Candidatus nitrososphaera Evergladensis из группы I.1b, обогащенной почвой Everglades, показывает новые геномные особенности окисляющей аммиак археи» . Plos один . 9 (7): E101648. Bibcode : 2014ploso ... 9J1648Z . doi : 10.1371/journal.pone.0101648 . PMC 4084955 . PMID 24999826 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Hatzenpichler R (ноябрь 2012 г.). «Разнообразие, физиология и ниша дифференциация аммиак, окисляющей археи» . Прикладная и экологическая микробиология . 78 (21): 7501–7510. Bibcode : 2012Apenm..78.7501H . doi : 10.1128/aem.01960-12 . PMC 3485721 . PMID 22923400 .
^ Кувшин А., Ричлик Н., Хопманс Е.К., Спик Е., Риджпстра В.И., Оссебаар Дж. И др. (Апрель 2010). «Crenarchaeol доминирует над мембранными липидами Candidatus nitrososphaera gargensis, термофильной группы I.1b археона» . Журнал ISME . 4 (4): 542–552. doi : 10.1038/ismej.2009.138 . PMID 20033067 . S2CID 987235 .
^ Spang A, Poehlein A, Offre P, Zumbrägel S, Haider S, Rychlik N, et al. (Декабрь 2012 г.). «Геном аммиак-окисляющий кандидат Nitrososphaera gargensis: понимание метаболической универсальности и экологической адаптации». Экологическая микробиология . 14 (12): 3122–3145. doi : 10.1111/j.1462-2920.2012.02893.x . PMID 23057602 .
^ Hatzenpichler R, Lebeedeva EV, Spieck E, Stoecker K, Richter A, Daims H, Wagner M (февраль 2008 г.). «Умеренно термофильный аммиак, окисляющий Crenarchaeote от горячего источника» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (6): 2134–2139. Bibcode : 2008pnas..105.2134H . doi : 10.1073/pnas.0708857105 . PMC 2538889 . PMID 18250313 .
^ Lehtovirta-Morley Le (май 2018). «Окисление аммиака: экология, физиология, биохимия и почему они все должны собраться вместе» . Письма микробиологии FEMS . 365 (9). doi : 10.1093/femsle/fny058 . PMID 29668934 .
^ Tourna M, Stieglmeier M, Spang A, Könneke M, Schintlmeister A, Urich T, et al. (Май 2011). «Nitrososphaera viennensis, археон, окисляющий аммиак, из почвы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (20): 8420–8425. BIBCODE : 2011PNAS..108.8420T . doi : 10.1073/pnas.1013488108 . PMC 3100973 . PMID 21525411 .
^ Ран Т., Уолен М (декабрь 1997 г.). «Стабильное изотопное обогащение в стратосферном оксиде азота». Наука . 278 (5344): 1776–1778. Bibcode : 1997sci ... 278.1776r . doi : 10.1126/science.278.5344.1776 . PMID 9388175 .
^ Seitzinger SP, Kroeze C, Styles RV (июль 2000 г.). «Глобальное распределение выбросов N2O из водных систем: природные выбросы и антропогенные эффекты» . Хемосфера - Глобальная наука об изменениях . 2 (3–4): 267–279. Bibcode : 2000chgcs ... 2..267s . doi : 10.1016/s1465-9972 (00) 00015-5 . ISSN 1465-9972 .

Дальнейшее чтение

Zhalnina KV, Dias R, Leonard MT, Dorr De Quadros P, Camargo FA, Drew JC, et al. (7 июля 2014 г.). «Последовательность генома Candidatus nitrososphaera Evergladensis из группы I.1b, обогащенной почвой Everglades, показывает новые геномные особенности окисляющей аммиак археи» . Plos один . 9 (7): E101648. Bibcode : 2014ploso ... 9J1648Z . doi : 10.1371/journal.pone.0101648 . PMC 4084955 . PMID 24999826 .
Zhalnina K, De Quadros PD, Gano KA, Davis-Richardson A, Fagen JR, Brown CT, et al. (1 мая 2013 г.). «Ca. Nitrososphaera и Bradyrhizobium обратно коррелируют и связаны с сельскохозяйственными практиками в долгосрочных полевых экспериментах» . Границы в микробиологии . 4 : 104. DOI : 10.3389/fmicb.2013.00104 . PMC 3640186 . PMID 23641242 .

[Stieglmeier_2014-1] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Stieglmeier M, Klingl A, Alves RJ, Rittmann SK, Melcher M, Leisch N, Schleper C (август 2014 г.). «Nitrososphaera Viennensis Gen. Nov., Sp. Nov., Аэробный и мезофильный, окисляющий аммиак археона из почвы и член архейного филома Thaumarchaeota» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 64 (Pt 8): 2738–2752. doi : 10.1099/ijs.0.063172-0 . PMC 4129164 . PMID 24907263 .

[Jung_2014-2] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Jung My, Well R, Min D, Giesemann A, Park SJ, Kim JG, et al. (Май 2014). «Изотопные подписи N2O, полученные в результате аммиачного окисления археи с почв» . Журнал ISME . 8 (5): 1115–1125. doi : 10.1038/ismej.2013.205 . PMC 3996685 . PMID 24225887 .

[Whitman_2015-3] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Whitman WB, Rainey F, Kämpfer P, Trujillo M, Chun J, Devos P, Hedlund B, Dedysh S, Eds. (2015-04-17). Руководство Берджи по системе археи и бактерий (1 -е изд.). Уайли. Doi : 10.1002/ 97811896008.gbm012 ISBN 978-1-118-96060-8 .

[Walker_2010-4] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Walker CB, De La Torre JR, Klotz MG, Urakawa H, Pinel N, ARP DJ, et al. (Май 2010). «Геном Nitrosopumilus maritimus выявляет уникальные механизмы нитрификации и автотрофии в глобально распределенных морских Crenarchaea» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (19): 8818–8823. Bibcode : 2010pnas..107.8818w . doi : 10.1073/pnas.0913533107 . OCLC 801270696 . PMC 2889351 . PMID 20421470 .

[5] Zhalnina KV, Dias R, Leonard MT, Dorr De Quadros P, Camargo FA, Drew JC, et al. (2014-07-07). «Последовательность генома Candidatus nitrososphaera Evergladensis из группы I.1b, обогащенной почвой Everglades, показывает новые геномные особенности окисляющей аммиак археи» . Plos один . 9 (7): E101648. Bibcode : 2014ploso ... 9J1648Z . doi : 10.1371/journal.pone.0101648 . PMC 4084955 . PMID 24999826 .

[Hatzenpichler_2012-6] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Hatzenpichler R (ноябрь 2012 г.). «Разнообразие, физиология и ниша дифференциация аммиак, окисляющей археи» . Прикладная и экологическая микробиология . 78 (21): 7501–7510. Bibcode : 2012Apenm..78.7501H . doi : 10.1128/aem.01960-12 . PMC 3485721 . PMID 22923400 .

[7] Кувшин А., Ричлик Н., Хопманс Е.К., Спик Е., Риджпстра В.И., Оссебаар Дж. И др. (Апрель 2010). «Crenarchaeol доминирует над мембранными липидами Candidatus nitrososphaera gargensis, термофильной группы I.1b археона» . Журнал ISME . 4 (4): 542–552. doi : 10.1038/ismej.2009.138 . PMID 20033067 . S2CID 987235 .

[8] Spang A, Poehlein A, Offre P, Zumbrägel S, Haider S, Rychlik N, et al. (Декабрь 2012 г.). «Геном аммиак-окисляющий кандидат Nitrososphaera gargensis: понимание метаболической универсальности и экологической адаптации». Экологическая микробиология . 14 (12): 3122–3145. doi : 10.1111/j.1462-2920.2012.02893.x . PMID 23057602 .

[9] Hatzenpichler R, Lebeedeva EV, Spieck E, Stoecker K, Richter A, Daims H, Wagner M (февраль 2008 г.). «Умеренно термофильный аммиак, окисляющий Crenarchaeote от горячего источника» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (6): 2134–2139. Bibcode : 2008pnas..105.2134H . doi : 10.1073/pnas.0708857105 . PMC 2538889 . PMID 18250313 .

[:4-10] Lehtovirta-Morley Le (май 2018). «Окисление аммиака: экология, физиология, биохимия и почему они все должны собраться вместе» . Письма микробиологии FEMS . 365 (9). doi : 10.1093/femsle/fny058 . PMID 29668934 .

[11] Tourna M, Stieglmeier M, Spang A, Könneke M, Schintlmeister A, Urich T, et al. (Май 2011). «Nitrososphaera viennensis, археон, окисляющий аммиак, из почвы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (20): 8420–8425. BIBCODE : 2011PNAS..108.8420T . doi : 10.1073/pnas.1013488108 . PMC 3100973 . PMID 21525411 .

[12] Ран Т., Уолен М (декабрь 1997 г.). «Стабильное изотопное обогащение в стратосферном оксиде азота». Наука . 278 (5344): 1776–1778. Bibcode : 1997sci ... 278.1776r . doi : 10.1126/science.278.5344.1776 . PMID 9388175 .

[13] Seitzinger SP, Kroeze C, Styles RV (июль 2000 г.). «Глобальное распределение выбросов N2O из водных систем: природные выбросы и антропогенные эффекты» . Хемосфера - Глобальная наука об изменениях . 2 (3–4): 267–279. Bibcode : 2000chgcs ... 2..267s . doi : 10.1016/s1465-9972 (00) 00015-5 . ISSN 1465-9972 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]