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深海细菌使用卡尔文循环固定碳

 

来源:马克斯·普朗克海洋微生物研究所                                  发布时间:2019年11月19日

 

       在远离阳光的深海里,没有太阳能,生物利用化学能来固定碳。在海底热液喷口等生态系统中,生物便由喷口水中的化学能提供燃料。深海贻贝能够在这中恶劣的环境中茁壮成长,主要源于它们的鳃里有共生细菌。这些细菌能够将热液喷口中动物无法利用的化学物质转化为动物可利用的食物。最近,德国马普海洋微生物研究所的团队在ISME杂志上报道,深海生物的碳固定比以前认为的更加多样化。

       人们早就知道,深海贻贝是常见的浅水蓝色贻贝的远亲,它们的鳃之间有共生细菌,Thiobarba。细菌Thiobarba不仅属于一个未知的家族,而且使用卡尔文循环来固定碳。研究人员称,这是第一个利用这种途径进行碳固定的细菌。但是Thiobarba是如何获得编码卡尔文循环通路的基因的呢?研究人员基于宏基因组测序的结果表明,Thiobarba从同样生活在贻贝鳃内的其他共生细菌中获得了一些卡尔文循环必需的基因。接下来,科学家们开始在自由生活的epsilon变形菌中寻找存在类似的过程。结果发现,在热液喷口采集的水样中的细菌含有相应的基因。这说明卡尔文循环在细菌中的应用可能比之前认为的更为广泛。

CaThiobarba”基因组编码一个CBB循环,其基因与至少三个系统发育上不同的类别相关。 图片:ISME

 

       该研究从共生细菌入手,意外揭示出自由生活的细菌可能同样存在卡尔文循环。通过研究共生,进而了解很多关于微生物生命及其进化的一般情况。

 

 

原文链接:Tiefseebakterien ernähren sich wie ihre Nachbarn

编译:刘晓琳