DESULFOBOTULUS PELOPHILUS SP. NOV. – алкалифильная сульфатвосстанавливающая бактерия из наземного грязевого вулкана

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Алкалифильная сульфатвосстанавливающая анаэробная бактерия (штамм Н1T) была выделена из наземного грязевого вулкана Таманского полуострова. Клетки изолята представляют собой грамотрицательные подвижные вибрионы толщиной 1 мкм и длиной 2.0–2.5 мкм. Штамм Н1T растет при температуре 14–42°C (оптимум 37°C), pH 8.5–10.5 (оптимум 9.5) и концентрации NaCl 0.5–6% (вес/об.) (оптимум 0.5–1.5%); использует пируват, лактат, бутират, капроат, каприлат и пеларгонат в качестве донора электронов и элементную серу, сульфит и сульфат в качестве акцептора электронов. Сбраживает пируват и лактат. Не способен к росту в присутствии кислорода. Штамм H1T не использует тиосульфат, ДМСО, фумарат, нитрат, нитрит, арсенат, селенит и Fe(III) в качестве акцептора электронов, не диспропорционирует элементную серу, тиосульфат и сульфит и не сбраживает глюкозу, фруктозу, сахарозу, трегалозу, галактозу, ксилозу, фумарат, цитрат, дрожжевой экстракт и пептон. В жирнокислотном составе клеток преобладают C20:0 (54.2%), C22:0 (24.6%) и C18:0 (11.1%). Геном штамма Н1T имеет размер 3.66 Мп и содержание Г + Ц 51.1%. В геноме содержатся гены, кодирующие ферменты диссимиляционной сульфатредукции и β-окисления жирных кислот. По результатам анализа гена 16S рРНК ближайшим родственным микроорганизмом штамма Н1Т является Desulfobotulus mexicanus (98.3% сходства). На основании фенотипических характеристик и данных филогенетического анализа предлагается отнести данный изолят к новому виду рода Desulfobotulus, как Desulfobotulus pelophilus sp. nov. с типовым штаммом H1T (=DSM 112796T = VKM B-3697Т =UQM 41590T).

Об авторах

А. А. Фролова

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: romana2804@gmail.com
Россия, 119071, Москва

А. Ю. Меркель

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН

Email: romana2804@gmail.com
Россия, 119071, Москва

А. А. Кучиерская

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН

Email: romana2804@gmail.com
Россия, 119071, Москва

А. И. Слободкин

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН

Email: romana2804@gmail.com
Россия, 119071, Москва

Список литературы

  1. Гнатенко Г.И., Кутний В.А., Науменко П.И., Соболевский Ю.В., Шнюков Е.Ф. Грязевые вулканы Керченско-Таманской области (атлас). Киев: Наукова Думка, 1986. 149 с.
  2. Холодов В.Н. Грязевые вулканы: распространение и генезис // Геология и полезные ископаемые мирового океана. 2012. Т. 4. С. 5–27.
  3. Alain K., Holler T., Musat F., Elvert M., Treude T., Krüger M. Microbiological investigation of methane- and hydrocarbon-discharging mud volcanoes in the Carpathian Mountains, Romania // Environ. Microbiol. 2006. V. 8. P. 574–590.
  4. Altschul S.F., Gish W., Miller W., Myers E.W., Lipman D.J. Basic local alignment search tool // J. Mol. Biol. 1990. V. 215. P. 403‒410.
  5. Benson D.A., Boguski M.S., Lipman D.J., Ostell J., Ouellette B.F.F., Rapp B.A., Wheeler D.L. GenBank // Nucleic Acids Res. 1999. V. 27. P. 12–17.
  6. Brettin T., Davis J.J., Disz T., Edwards R.A., Gerdes S., Olsen G.J., Olson R., Overbeek R., Parrello B., Pusch G.D., Shukla M., Thomason J.A., Stevens R., Vonstein V., Wattam A.R., Xia F. RASTtk: A modular and extensible implementation of the RAST algorithm for building custom annotation pipelines and annotating batches of genomes // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 8365.
  7. Felsenstein J. Confidence limits on phylogenies: an approach using the bootstrap // Evolution. 1985. V. 39. P. 783‒791.
  8. Frolova A.A., Merkel A.Y., Novikov A.A., Bonch-Osmolovskaya E.A., Slobodkin A.I. Anaerotalea alkaliphila gen. nov., sp. nov., an alkaliphilic, anaerobic, fermentative bacterium isolated from a terrestrial mud volcano // Extremophiles. 2021a. V. 25. P. 301‒309.
  9. Frolova A.A., Merkel A.Y., Kuchierskaya A.A., Bonch-Osmolovskaya E.A., Slobodkin A.I. Pseudodesulfovibrio alkaliphilus, sp. nov., an alkaliphilic sulfate-reducing bacterium isolated from a terrestrial mud volcano // Antonie van Leeuwenhoek. 2021b. V. 114. P. 1387‒1397.
  10. GBIF Secretariat (2021). GBIF Backbone Taxonomy. Checklist dataset. https://doi.org/10.15468/39omei
  11. Khomyakova M.A., Merkel A.Y., Petrova D.A., Bonch-Osmolovskaya E.A., Slobodkin A.I. Alkalibaculum sporogenes sp. nov., isolated from a terrestrial mud volcano and emended description of the genus Alkalibaculum // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2020. V. 70. P. 4914–4919.
  12. Khomyakova M.A., Merkel A.Y., Kopitsyn D.S., Slobodkin A.I. Pelovirga terrestris gen. nov., sp. nov., anaerobic, alkaliphilic, fumarate-, arsenate-, Fe(III)- and sulfur-reducing bacterium isolated from a terrestrial mud volcano // Syst. Appl. Microbiol. 2022. V. 45. Art. 126304.
  13. Knittel K., Boetius A. Anaerobic oxidation of methane: progress with an unknown process // Annu. Rev. Microbiol. 2009. V. 63. P. 311–334. https://doi.org/10.1146/annurev.micro.61.080706.093130
  14. Kuever J., Rainey F.A., Widdel F. Class IV. Deltaproteobacteria class nov. // Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology / Eds. Brenner D.J., Krieg N.R., Staley J.T. Boston, MA: Springer, 2005. P. 970–971.
  15. Kuever J., Rainey F.A., Widdel F. Desulfobacterales ord. nov. // Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria / Eds. Trujillo M.E., Dedysh S., DeVos P., Hedlund B., Kämpfer P., Rainey F.A. and Whitman W.B. 2015. https://doi.org/10.1002/9781118960608.obm00084
  16. Kumar S., Stecher G., Tamura K. MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 7.0 for Bigger Datasets // Mol. Biol. Evol. 2016. V. 33. P. 1870–1874.
  17. Lumppio H.L., Shenvi N.V., Summers A.O., Voordouw G., Kurtz D.M., Jr. Rubrerythrin and rubredoxin oxidoreductase in Desulfovibrio vulgaris: a novel oxidative stress protection system // J. Bacteriol. 2001. V. 183. P. 101‒108. Erratum in: J. Bacteriol. 2001 May; 183 (9): PMID: 11114906; PMCID: PMC94855.https://doi.org/10.1128/JB.183.1.101-108.2001
  18. Mazzini A., Etiope G. Mud volcanism: an updated review // Earth-Science Rev. 2017. V. 168. P. 81–112.
  19. Meier-Kolthoff J.P., Auch A.F., Klenk H.P., Göker M. Genome sequence-based species delimitation with confidence intervals and improved distance functions // BMC Bioinform. 2013. V. 14. Art. 60.
  20. Merkel A.Y., Chernyh N.A., Pimenov N.V., Bonch-Osmolovskaya E.A., Slobodkin A.I. Metabolic potential of the terrestrial mud volcano microbial community with a high abundance of archaea mediating the anaerobic oxidation of methane // Life. 2021. V. 11. Art. 953.
  21. Overbeek R., Olson R., Push G.D., Olsen G.J., Davis J.J., Disz T., Edwards R.A., Gerdes S., Parrello B., Shukla M., Vonstein V., Wattam A.R., Xia F., Stevens R. The SEED and the Rapid Annotation of microbial genomes using Subsystems Technology (RAST) // Nucleic Acids Res. 2014. V. 42. I. D1. P. D206–D214.
  22. Parte A.C., Sardà Carbasse J., Meier-Kolthoff J.P., Reimer L.C., Göker M. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) moves to the DSMZ // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2020. V. 70. P. 5607‒5612. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.004332
  23. Pereira I.A.C., Ramos A.R., Grein F., Marques M.C., da Silva S.M., Venceslau S.S. A comparative genomic analysis of energy metabolism in sulfate reducing bacteria and archaea // Front. Microbiol. 2011. V. 2. P. 69. https://doi.org/10.3389/fmicb.2011.00069
  24. Pérez-Bernal M.F., Brito E.M.S., Bartoli M., Aubé J., Ollivier B., Guyoneaud R., Hirschler-Réa A. Desulfobotulus mexicanus sp. nov., a novel sulfate-reducing bacterium isolated from the sediment of an alkaline crater lake in Mexico // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2020. V. 70. P. 3219‒3225. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.004159
  25. Ren G., Ma A., Zhang Y., Deng Y., Zheng G., Zhuang X., Zhuang G., Fortin D. Electron acceptors for anaerobic oxidation of methane drive microbial community structure and diversity in mud volcanoes // Environ. Microbiol. 2018. V. 20. P. 2370–2385.
  26. Rodriguez-R L.M., Konstantinidis K.T. The enveomics collection: a toolbox for specialized analyses of microbial genomes and metagenomes // PeerJ Preprints. 2016. 4:e1900v1.
  27. Slobodkin A.I., Reysenbach A.-L., Slobodkina G.B., Baslerov R.V., Kostrikina N.A., Wagner I.D., Bonch-Osmolovskaya E.A. Thermosulfurimonas dismutans gen. nov., sp. nov., a novel extremely thermophilic sulfur-disproportionating bacterium from a deep-sea hydrothermal vent // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2012. V. 62. P. 2565‒2571.
  28. Slobodkina G.B., Merkel A.Y., Novikov A.A., Bonch-Osmolovskaya E.A., Slobodkin A.I. Pelomicrobium methylotrophicum gen. nov., sp. nov., a moderately thermophilic, facultatively anaerobic, lithoautotrophic and methylotrophic bacterium isolated from a terrestrial mud volcano // Extremophiles. 2020. V. 24. P. 177‒185. https://doi.org/10.1007/s00792-019-01145-0
  29. Sorokin D.Y., Detkova E.N., Muyzer G. Propionate and butyrate dependent bacterial sulfate reduction at extremely haloalkaline conditions and description of Desulfobotulus alkaliphilus sp. nov. // Extremophiles. 2010. V. 14. P. 71‒77.
  30. Thompson J.D., Gibson T.J., Plewniak F., Jeanmougin F., Higgins D.G. The CLUSTAL_X windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools // Nucleic Acids Res. 1997. V. 25. P. 4876‒4882.
  31. Trüper H.G., Schlegel H.G. Sulphur metabolism in Thiorhodaceae I. Quantitative measurements on growing cells of Chromatium okenii // Antonie van Leeuwenhoek. 1964. V. 30. P. 225–238. https://doi.org/10.1007/BF02046728
  32. Tu T.-H., Wu L.-W., Lin Y.-S., Imachi H., Lin L.-H., Wang P.-L. Microbial community composition and functional capacity in a terrestrial ferruginous, sulfate-depleted mud volcano // Front. Microbiol. 2017. V. 8. Art. 2137.
  33. Weisburg W.G., Barns S.M., Pelletier D.A., Lane D.J. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study // J. Bacteriol. 1991. V. 173. P. 697–703.
  34. Wolin E.A., Wolin M.J., Wolfe R.S. Formation of methane // J. Franklin Inst. 1963. V. 176. P. 737.
  35. Yoon S.H., Ha S.-M., Lim J., Kwon S., Chun J. A large-scale evaluation of algorithms to calculate average nucleotide identity // Antonie van Leeuwenhoek. 2017. V. 110. P. 1281–1286.
  36. Zhang L., Qiu Y.Y., Zhou Y., Chen G.H., van Loos-drecht M.C.M., Jiang F. Elemental sulfur as electron donor and/or acceptor: mechanisms, applications and perspectives for biological water and wastewater treatment // Water Research. 2021. V. 202. Art. 117373. https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117373

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (278KB)
Метаданные

© А.А. Фролова, А.Ю. Меркель, А.А. Кучиерская, А.И. Слободкин, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах