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嗜热微生物是指能够在50℃以上高温环境生长的一类极端微生物。嗜热微生物的发现与研究,为生物的进化、分类学研究以及工业应用提供重要的指导意义。长期以来,大多数嗜热微生物的研究多集中在对嗜热酶的研究与应用,在环境污染中的应用较少。嗜热微生物具有的耐热特性决定其可以参与高温反应体系,使其在生物污染治理过程中体现出反应速率快、有效杀灭病原微生物以及低冷却成本的优越性。 本工作在传统的微生物富集与分离体系基础上,构建中等高温微生物分离体系,在50℃下富集并分离了一批具有特定环境功能的嗜热微生物;运用多相分类学方法,对所分离的微生物进行系统鉴定,发现一株新属新种,两株新种;构建了耐高温厌氧生物偶氮还原体系,考察了嗜热微生物的偶氮还原能力。主要结论如下: (1)从堆肥土壤中分离了一株嗜热微生物SG-1T并对其进行多相分类学鉴定。SG-1T在16s rRNA序列上与Mechercharimyces asporophorigenens仅有90.8%的相似性。由于SG-1T与相近菌株较低的16s rRNA相似度以及众多具有明显差异的生理生化特性,多相分类学鉴定SG-1T为Bacillales目下的新属新种(Negativibacillus thermophilus gen.nov.,sp.nov.)。 (2)分别从堆肥和温室土壤中分离出两株嗜热放线菌新种——GIESS004T和GD02T。GIESS004T与Planifilum composti在16s rRNA基因序列相似度为99.5%。然而GIESS004T与P.composti的DNA-DNA杂交配对率只有57.6±2.3%,以及相近菌株在生理生化特性上的明显差异,多相分类学确定GIESS004T是一株有分类学差异的新种,并命名为Planifilum caeni。与GD02T的16s rRNA序列相似性最高菌株Kroppenstedtia eburnea(96.1%)。通过多相分类学鉴定,确定GD02T为Kroppenstedtia属下的新种,并命名为Kroppenstedtiaguangzhouensis。 (3)微生物可以利用特定有机物作为电子供体,直接或间接地把氧化电子供体所得电子传递到特定的电子受体上,使得环境中的污染物得到氧化或者还原,对于污染物的生物降解有重要意义。金橙(I)是一种偶氮染料,可以作为电子受体,在新属新种SG-1T的驱动下得以还原脱色。进一步的研究表明,SG-1T还具有偶氮呼吸能力,即氧化乙酸偶联还原金橙(I),并获得能量维持自身生长增殖。SG-1T作为分类学上的新属新种,同时具有偶氮呼吸能力,成为该属中第一株具有偶氮呼吸能力的菌。 嗜热微生物的发现是对其研究与应用的前提,不仅在生态学领域有着重要的意义,而且对于揭开物种起源、生物圈进化的神秘面纱发挥着至关重要的作用。对具有偶氮还原功能的嗜热微生物进行研究,既可以在理论上为嗜热微生物的偶氮呼吸提供依据,又可以在工程上为高温环境下偶氮染料的生物还原奠定重要基础。