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互营丁酸降解菌是一类生活在厌氧环境中,严格依赖耗氢产甲烷菌才能降解丁酸的细菌,在有机物厌氧降解中发挥重要作用,并且是研究厌氧微生物之间的相互作用的良好材料。本论文旨在通过分离培养获得这类细菌的资源,并在此基础上研究其系统学和生物多样性。结果如下:
1)完善了一套分离互营丁酸降解菌的方案:对于产芽孢的菌株,采用间歇灭菌的方法有效地缩短了获得共培养物的时间;在培养基中添加其它互营丁酸降解菌的上清液,提高了互营丁酸细菌利用巴豆酸的能力,大大加速了从共培养物中获得其纯培养的速度。利用该方案,使得从环境中分离一株互营丁酸降解菌的时间由2年多缩短至7-8个月。
2)从不同来源的样品中,通过富集、滚管、系列稀释等方法,共获得10个互营丁酸降解菌的共培养物。其中有6株形成芽孢,4株不形成芽孢;进而获得了它们的纯培养;描述了二个新亚种Syntrophomonas wolfei subsp.methylbutyrica和Syntrophomonas erecta subsp.sporosyntropha和一个新种Syntrophomonas cellicola。
3)从所有已描述的Syntrophomonas菌株中扩增到芽孢菌特有的芽孢调控因子spoOA的基因片断,首次在基因水平上证实被描述为不产芽孢的Syntrophomonas spp.具有形成芽孢潜力。基于spoOA基因的序列同源性分析,证明这类菌在系统发育形成一个独立的分支:同时表明spoOA基因可用于这类菌的系统学分析。
4)16S rRNA和spoOA基因的系统学分析表明:Syntrophomonas wolfei subsp.saponavpida与Syntrophomas wolfei subsp.wolfei的亲缘关系较远,而与Syntrophomonas cellicola JCM13582T关系更近。同时根据Syntrophomonaswolfei subsp.saponavida全蛋白图谱以及底物的特异性,提出将该亚种定为一个独立的种:Syntrophomonas saponavida sp.nov.,comb.nov.。
5)基于Syntrophospora bryantii和Syntrophomonas spp.之间低的16SrRNA相似性(94%)、所有已知的Syntrophomonas spp.中都含有芽孢形成特有基因spoOA,及已分离到4个产芽孢的Syntrophomonas菌株,提出将Syntrophospora属合并到Syntrophomonas;同时将Syntrophospora bryantii修订为Syntrophomonas bryantii sp.nov.,comb.nov.
6)根据Syntrophomonas erecta subsp.sporosyntropha只在产甲烷的共培养物中形成芽孢的现象,通过实验发现降低培养基中的HCO3-浓度可诱导Syntrophomonas erecta subsp.sporosyntropha在其他培养物中形成芽孢,表明HCO3-可能是影响芽孢形成的另一个因子;但是降低培养基中HCO3-的浓度,不能诱导其它未发现过芽孢的菌株形成芽孢,如Syntrophomonas wolfei subsp.wolfei DSM2245T S.erecta subsp.erecta DSMl6215T和Syntrophomonascurvata DSM15682T。表明HCO3-不是影响Syntrophomonas菌株形成芽孢的唯一环境因子。