一株具有氢自养能力的固氮粘质沙雷氏菌的分离鉴定、代谢特征与功能基因检测
Isolation,identification,metabolic characteristics,and functional gene detection of a nitrogen-fixing strain with hydrogen autotrophic ability of Serratia marcescens作者机构：四川大学生命科学学院成都610065 中国科学院成都生物研究所成都610213 环境微生物四川省重点实验室成都610213
出 版 物：《应用与环境生物学报》 (Chinese Journal of Applied and Environmental Biology)
年 卷 期：2024年第30卷第1期
页 面：158-166页
核心收录：
学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 07[理学] 071005[理学-微生物学] 10[医学]
摘 要：氢氧化细菌(HOB)是能利用氧气氧化氢气供能以固定二氧化碳进行自养生长的一类细菌,但是目前对能够固氮的HOB研究甚少.在自然界中部分HOB常作为植物根际促生细菌(PGPR)存在,而固氮是可能的促生机制,有望从功能菌群中得到更多的固氮HOB,是否存在氢自养且可固氮的沙雷氏菌未知.从固氮氢氧化混合菌群中分离出一株产色素的固氮菌NF-HOB1,经16S rRNA基因测序鉴定为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)(GenBank:OQ625884),通过碳源或氮源限制培养实验验证其具有异养固氮生长、氢自养固碳生长能力,氢气氧化速率为0.1875 mmol/d.聚合酶链式反应(PCR)扩增发现其质粒DNA编码固氮酶铁蛋白结构基因nifH,基因组编码种特异性的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)和氢化酶3的结构基因.基因组框架图测序进一步揭示了菌株的基因组特征,基因组长4919531 bp,蛋白编码基因4778个.注释到氢化酶2、碳酸酐酶、GlnK型PII蛋白等,提示存在二氧化碳浓缩机制和以NtrB-GlnK-amtB/nifA为特征的全局氮调控机制.基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库分别注释到81.26%和48.13%的基因,结合数据库分析推测菌株可能具有多种植物促生功能.本研究表明沙雷氏菌NF-HOB1是氢氧化细菌,其丰富的代谢特性将拓展其作为菌种资源的应用前景.(图6表1参70)
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