产甲烷分离物中Clostridium spp.与Methanosarcina barkeri潜在的种间直接电子传递

Potential direct interspecies electron transfer (DIET) from Clostridium spp.to Methanosarcina barkeri in methanogenic isolates

摘要[目的]革兰氏阴性菌Geobacter metallireducens可以与乙酸型产甲烷菌Methanosaeta harundinacea或Methanosarcina barkeri通过种间直接电子传递(DIET)还原CO2产甲烷.本实验室前期的研究发现Methanosarcina mazei和Geobacteraceae在铁还原富集培养中形成团聚体,可能存在直接电子传递.然而,革兰氏阳性菌(如Clostridium spp.)与产甲烷菌是否存在种间直接电子传递尚不明确.[方法]采用Hungate厌氧滚管法,以乙醇为唯一电子供体从铁还原富集培养体系中获得产甲烷分离物(S6).通过T-RFLP及克隆文库分析群落多样性,结合循环伏安法等电化学方法研究产甲烷分离物的电活性.[结果]Clostridium spp.(与C.tunisiense相似性最高)和M.barkeri分别在S6细菌和古菌群落中占优势.S6与G.metallireducens共培养后铁还原和产甲烷能力未明显增加,Clostridium spp.可能与G.metallireducens类似,将电子直接传递给产甲烷菌M.barkeri产甲烷.此外,电化学检测发现,在用透析袋包裹电极阻碍微生物与电极表面通过直接接触形成生物膜的条件下,电流密度显著降低,并且循环伏安扫描无明显氧化还原峰.[结论]产甲烷分离物S6中存在直接电子传递途径.本工作提出在产甲烷分离物中占优势的革兰氏阳性菌Clostridium spp.和M.barkeri之间可能存在种间直接电子传递.

作者李莹 ^[1] 郑世玲 ^[2] 张洪霞 ^[1] 王炳臣 ^[1] 王欧美 ^[3] 刘芳华 ^[2] 学术成果认领

作者单位 中国科学院烟台海岸带研究所海岸带生物学与生物资源利用重点实验室山东烟台 264003;中国科学院大学北京 100040 ^[1] 中国科学院烟台海岸带研究所海岸带生物学与生物资源利用重点实验室山东烟台 264003 ^[2] 滨州医学院山东烟台264003 ^[3]

关键词种间直接电子传递革兰氏阳性菌 Clostridium spp.Geobacter Methanosarcina barkeri Direct interspecies electron transfer (DIET)Gram-positive bacterium Clostridium spp.Geobacter Methanosarcina barkeri

主题词电子(Electrons)甲烷(Methane)革兰氏阳性菌(Gram-Positive Bacteria)铁(Iron)研究(Research)

栏目名称 基础微生物

DOI 10.13344/j.microbiol.china.160218

发布时间 2017-04-17

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