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热球菌目（Thermococcales）是一类严格厌氧、有机异养的超嗜热古菌,共包括3个属,火球菌属（Pyrococcus）,热球菌属（Thermococcus）及古老球菌属（Palaeococcus）。它是各种海洋高温硫质环境中的主要类群,在海洋高温生态系统的碳、硫循环中扮演重要的角色。生物进化分析表明Thermococcales处于进化树的根部,是研究地球早期生命的理想材料。瓜伊马斯海盆位于东太平洋洋中脊上,是热液活动的高发地带,其环境中富含类似于石油一样的化合物。Thermococcus sp. LMO09A501,是一株分离自瓜伊马斯海盆的严格厌氧的嗜热嗜压菌。其细胞呈球状,具游动性,单个或成对,少数成串排列。温度生长范围为65-114℃,最适生长温度为85℃;压力生长范围为0.1-40MPa,最适生长压力为20MPa;pH生长范围为5.0-9.0,最适pH值为7.5-8.0;盐度生长范围为1.0-5.0%,最适生长盐度为2.0%。在最适生长条件下,最大细胞浓度可达到7×107/mL。单质硫非生存所必需,但能促进其生长。硫粉存在的情况下,会产生硫化氢、氢气、二氧化碳。异养生长需利用碳源和氮源如蛋白胨、胰蛋白胨、酵母膏、牛肉浸膏、氨基酸、酪蛋白水解物等。与其他Thermococcus不同的是,该菌株还可以广泛地利用除硫单质之外的各种电子受体,如硫酸盐、硫代硫酸盐、硝酸盐等。微生物基因组记录着其进化的历史以及与环境相适应的信息。Thermococcus. LMO09A501基因组总长2124073bp,基因排列顺序分析显示, LMO09A501基因组与其他Thermococcus基因排列不同,这一现象是肯能与基因组中的Crispr序列有关。比较基因组分析揭示了4株Thermococcus菌株共有基因和特异基因。共有基因涉及到了糖酵解、氨基酸代谢、能量代谢、碳固定等途径中的相关基因。Thermococcus. LMO09A501可利用绝大多数二糖、多糖等复杂化合物,并在生理测试和基因组序列中都找到了证据。生物信息学分析表明Thermococcus. LMO09A501细胞膜上有很多的膜复合体及氢化酶,说明H2可能作为其在原始生存环境中一种非常重要的还原力来源;此外,Thermococcus. LMO09A501可利用甲酸裂解体系进行呼吸甲酸产能,适应深部环境的一个重要证据。Thermococcus. LMO09A501基因中的存在碳固定的相关基因,在AMP降解过程中将CO2固定形成3-磷酸甘油酸,从而进入碳代谢。这种代谢途径与它们分离自热液口寡营养的环境有关。当外界的营养物质少时,Thermococcus可通过此中途径来获取碳源和能量。这是其适应极端环境的一个重要体现。