养殖海水细菌Sneathiella aquimaris MCCC 1A14570具有异养硝化功能

相关菌株：

Sneathiella aquimaris 216LB-ZA1-12=MCCC 1A14570

背景：微生物硝化作用，即氨有氧氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，是生物地球化学氮循环的重要步骤。与自养氨氧化过程相比，异养硝化细菌具有明显的优势，如同时硝化和反硝化、耐寒性和耐盐性。在养殖池中的有机物，包括残留的诱饵、排泄物和尸体，在微生物作用下无法回收和分解，导致水产养殖水中氨浓度升高，危害生物，因此，控制水产养殖水中的氨浓度至关重要。

研究结果：

硝化细菌多为自养型，它能将氨氧化成亚硝酸和硝酸，利用物质氧化时释放的能量，把二氧化碳合成有机物供自己利用。Sneathiella sp. MCCC 1A14570分离自养殖海水是Sneathiellales目下第一个能够进行异养硝化的细菌，将其命名为海水斯尼斯氏菌（Sneathiella aquimaris）。该菌为硝化速率可达0.39 mg L^-1h^-1。

该菌硝化速率主要受碳源种类和C/N比影响。通过响应面的优化，获得了该菌异养硝化的最优条件。通过基因组分析提出了该菌的异养硝化途径：NH₄⁺→NH₂OH→NO→NO₂^-→NO₃^-。此外，该菌在厌氧条件下还具有反硝化能力，反硝化终产物为N₂O和N₂，途径为NO₃^-→NO₂^-→NO→N₂O→N₂。异养碳代谢途径有三羧酸循环途径、磷酸戊糖途径、糖酵解途径和乙醛酸循环途径相关基因。三羧酸循环是碳代谢的核心代谢途径，该途径中的诸多中间产物可作为其它合成代谢的原材料，为确保三羧酸循环的正常运转，乙醛酸循环不断为三羧酸循环补充四碳单位中间代谢产物。因此乙醛酸循环在整个碳代谢中显得尤为重要。在菌株216LB-ZA1-12^T中，乙醛酸循环就是三羧酸循环的回补反应。菌株S. aquimaris 216LB-ZA1-12^T还具有戊糖磷酸途径，该途径不仅可以为细胞提供还原力（NADPH），还可以为各种单糖的相互转化提供基础。以上基因组分析结果也佐证了该菌能够进行异养的硝化过程（如图）。

图. Sneathiella 216LB-ZA1-12的碳氮共代谢途径

新物种描述：革兰氏阴性，兼性厌氧，氧化酶和过氧化氢酶检测呈阳性，卵形或杆状，可运动，生长pH 7-9，生长NaCl浓度1-15 ％，生长温度范围4-42 ℃，菌落呈圆形，米白色不透明，表面光滑偏湿润，边缘规则，无晕环。

相关论文：

Li G, Wei M, Wei G, Chen Z, Shao Z. Efficient heterotrophic nitrification by a novel bacterium Sneathiella aquimaris 216LB-ZA1-12T isolated from aquaculture seawater. Ecotoxicol Environ Saf. 2023 Nov 1;266:115588. doi: 10.1016/j.ecoenv.2023.115588. Epub 2023 Oct 14. PMID: 37839193.

汇编：Li G. & Zhu Z.

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