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反向TCA通路（roTCA）在放線菌門酸微菌綱（Acidimicrobiia）中的功能及分布

2024-08-02 16:33

酸微菌綱（Acidimicrobiia）是放線菌門中的一支深根譜系，屬于難培養(yǎng)微生物類群之一，在自然界中廣泛分布，然而目前獲得純培養(yǎng)的菌株卻寥寥無幾。先前的研究推測該類群可能通過卡爾文循環(huán)（CBB）進(jìn)行化能自養(yǎng)生存，然而目前缺乏Acidimicrobiia中化能自養(yǎng)的直接證據(jù)。

針對上述問題，中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所極端環(huán)境微生物李文均研究員團(tuán)隊(duì)通過鹽湖化能自養(yǎng)富集體系的構(gòu)建及原核生物的分離培養(yǎng)，分離并鑒定了一種Acidimicrobiia化能自養(yǎng)新類群Salinilacustristhrix flava EGI L10123T，該菌屬于Acidimicrobiia中的一個(gè)Salinilacustritrichaceae fam. nov. 新科。

研究結(jié)果表明：盡管生理實(shí)驗(yàn)表明該菌株EGI L10123T可以進(jìn)行自養(yǎng)生長，但其基因組和宏基因組分箱得到的Acidimicrobiia基因組都未編碼前人報(bào)道的CBB循環(huán)的關(guān)鍵基因。本研究通過基因組、轉(zhuǎn)錄組、酶活性和穩(wěn)定同位素標(biāo)記證明該菌株具有硫化物氧化耦合反向TCA通路（roTCA）的化能自養(yǎng)固碳活性。Acidimicrobiia的系統(tǒng)發(fā)育分析和祖先性狀重建表明，Acidimicrobiia的CBB關(guān)鍵基因rbcL是通過多次水平基因轉(zhuǎn)移事件獲得的。而且本研究還推測硫化物或氫依賴的roTCA碳固定的基因在現(xiàn)存Acidimicrobiia的共同祖先中就已經(jīng)存在。這些結(jié)果表明，Acidimicrobiia中廣泛存在roTCA的碳固定機(jī)制，并證明了化能自養(yǎng)固碳Acidimicrobiia在多種生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的生態(tài)意義。

相關(guān)成果以“Reversed oxidative TCA (roTCA) for carbon fixation by an Acidimicrobiia strain from a saline lake”為題發(fā)表在The ISME Journal，新疆生地所博士生高磊為**作者。該研究得到第三次新疆科學(xué)考察計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、國家科技基礎(chǔ)資源調(diào)查計(jì)劃等項(xiàng)目資助。