趋磁细菌生物控制矿化机理研究

摘要

近年来，通过综合利用电子显微学、分子生态学和生物地球物理学等多学科交叉研究技术手段，系统地开展了不同地质环境中趋磁细菌的种群多样性和磁小体生物矿化机制的研究。结果表明，趋磁细菌在自然界水环境和沉积环境中广泛分布，它们在系统发育上分别属于变形菌门和硝化螺旋菌门;趋磁细菌具有地理分布特征，受盐度、温度和地磁场强度等影响。进一步结合分子生物学和宏基因组学分析技术，在未培养趋磁细菌的基因组中发现了调控磁小体形成的关键矿化基因片段——磁小体岛，为深入认识环境趋磁细菌生物矿化机理奠定了基础。最近，利用高通量测序技术，首次获得了硝化螺旋菌门趋磁大杆菌("Candidatus Magnetobacterium casensis")的基因组草图，不仅识别出可调控合成数百到上千个子弹头状磁铁矿磁小体的完整基因簇，而且从基因组水平揭示了该类未培养趋磁细菌的部分生理代谢特征，如二氧化碳固定、反硝化途径及硫的代谢等。上述结果有助于深入了解环境趋磁细菌的生物学特征、生态功能以及其控制矿化的分子机理。