海洋细菌Alteromonas macleodii MCCC 1K01294等850余株具有产嗜铁素功能

相关菌株：Alteromonas macleodii MCCC 1K01294等850余株，详见附表。

背景：低铁含量是海洋生态系统的一个特殊特征，在此环境中微生物必须产生铁螯合素等铁螯合分子以生存。海底热液活动每年向海洋释放大量的溶解铁，这些铁元素不仅能支持热液口附近的化能自养生物繁荣生长，还能通过扩散和输运影响更广阔海域的铁循环，进而影响海洋初级生产力。

研究成果：筛选了来自海洋海水和沉积物（包括热液羽流和热液沉积物）的1546株菌株，并进一步分析阳性菌株的多样性及其潜在的铁获取相关基因。在这1546株分离株中，有856株（55.37 %）在 CAS 平板上显示出阳性的铁螯合素产生活性（表1）。在这些阳性菌株中，来自海水环境的阳性比例较高（535株）。

表1. 产铁载体活性菌株的筛选及其地理分布

所获产铁载体阳性菌株分布于四个主要门：放线菌门、厚壁菌门、拟杆菌门，以及以变形菌门为主，其中 α-变形菌纲、β-变形菌纲和 γ-变形菌纲具有显著的代表性。某些属显示出阳性铁螯合素产生者比例较高（>70%），如交替单胞菌Alteromonas、海杆菌Marinobacter、弧菌Vibrio、希瓦氏菌Shewanella在γ-变形菌纲，以及亚硫酸盐杆菌Sulfitobacter、马特尔氏菌Martelella在α-变形菌纲，以及苏特氏菌Joostella在拟杆菌门（图1）。

图1. 本研究中产铁载体菌株 (n=202) 的系统发育树及其分离来源

铁载体是由多种微生物（包括细菌和真菌）产生的多功能铁螯合化合物。团队分析了铁载体生产菌中的17株的基因组，通过 Fe-genies 分析仅在其中的 6 株中鉴定到这些已知的铁载体生物合成蛋白（图2）。细菌 Alteromonas macleodii 菌株 1K01294 在其染色体上编码六个 vanchrobactin 生物合成基因 (VabF) 和 PvdE，并在其质粒上编码 AsbE 和 PvsD 基因。完整的 vanchrobactin 生物合成基因簇 (VabABCEFH) 位于 Bacillus subtilis 菌株 1K00788 的基因组中。在 Halomonas denitrificans 菌株 1A13305 中鉴定到用于 vibrioferrin 合成的 PvsDE。Marinobacter vinifirmus 菌株 1A02530 编码与 petrobactin 合成相关的 AsbCDE 和用于 vibrioferrin 合成的 PvsD。在 Moritella viscosa 1A13697 中发现了与 aerobactin (IucABCD) 相关的 PvsD 和 IucBD。Salinicola peritrichatus (1A13326) 编码 PvdE、PvsD、IucD 和 RhbB。然而，在其他阳性菌株中未鉴定到已知的铁载体生物合成蛋白。正如其他研究人员所发现的，这些阳性菌株可能拥有尚未被鉴定或表征的铁载体生物合成蛋白。

图2. 产铁载体阳性菌株基因组中的铁载体生物合成蛋白基因簇

Vab, Vanchrobactin; Pvs, Vibrioferrin; Pvd, Pyoverdines; Asb, Petrobactin; Luc, Aerobactin; Rhb, Rhizobactin

本研究显示，海洋环境中存在大量的细菌具有铁螯合素的产生能力，可能显著促进海洋生态系统中铁的循环，涵盖海水与海洋沉积物两种环境。

（参考文献）Zeng X, Li G, Du Y, Yu T, Lai Q, Wang L, Shao Z. Screening of siderophore-producing bacteria isolated from marine environments[J]. Acta Oceanologica Sinica, 2025, 44(8):115-121.

（附表）

汇编：Li G.

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