反向TCA通路（roTCA）在放线菌门酸微菌纲（Acidimicrobiia）中的功能及分布

　　

                           

酸微菌纲（Acidimicrobiia）是放线菌门中的一支深根谱系，属于难培养微生物类群之一，在自然界中广泛分布，然而目前获得纯培养的菌株却寥寥无几。先前的研究推测该类群可能通过卡尔文循环（CBB）进行化能自养生存，然而目前缺乏Acidimicrobiia中化能自养的直接证据。

针对上述问题，中国科学院新疆生态与地理研究所极端环境微生物李文均研究员团队通过盐湖化能自养富集体系的构建及原核生物的分离培养，分离并鉴定了一种Acidimicrobiia化能自养新类群Salinilacustristhrix flava EGI L10123^T，该菌属于Acidimicrobiia中的一个Salinilacustritrichaceae fam. nov. 新科。

研究结果表明：尽管生理实验表明该菌株EGI L10123^T可以进行自养生长，但其基因组和宏基因组分箱得到的Acidimicrobiia基因组都未编码前人报道的CBB循环的关键基因。本研究通过基因组、转录组、酶活性和稳定同位素标记证明该菌株具有硫化物氧化耦合反向TCA通路（roTCA）的化能自养固碳活性。Acidimicrobiia的系统发育分析和祖先性状重建表明，Acidimicrobiia的CBB关键基因rbcL是通过多次水平基因转移事件获得的。而且本研究还推测硫化物或氢依赖的roTCA碳固定的基因在现存Acidimicrobiia的共同祖先中就已经存在。这些结果表明，Acidimicrobiia中广泛存在roTCA的碳固定机制，并证明了化能自养固碳Acidimicrobiia在多种生态系统中具有重要的生态意义。

相关成果以“Reversed oxidative TCA (roTCA) for carbon fixation by an Acidimicrobiia strain from a saline lake”为题发表在The ISME Journal，新疆生地所博士生高磊为第一作者。该研究得到第三次新疆科学考察计划、国家自然科学基金、国家科技基础资源调查计划等项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1093/ismejo/wrae147

图1? Acidimicrobiia的富集和不同环境中的多样性

图2 ?菌株EGI L10123T代谢能力概况

图3?氢或硫化物氧化耦合roTCA固碳的Acidimicrobiia分布特征