污泥細小亞硝化菌

生理生化特性

進化地位和菌株分布

Nitrosotenuis cloacae的第一個菌株名為SAT1，經過amoA基因系統發育鑑定，該菌屬於古菌中的Group I.1a。按照park等人的分類方法，可進一步歸屬於污水AOA分支B（Wastewater Cluster B，原文中簡稱WWC-B）。該分支的AOA在世界各地的多個污水處理系統中均被發現，是污水處理系統中AOA的一個比較重要分支。

根據目前已有的資料分析，該菌目前廣泛分布於淡水湖泊，污水處理系統，飲用水處理系統等低鹽度的環境中。

生長速率和營養性

通過生長試驗，測定出菌株SAT1的比生長速率為0.25 d^-1，比氨氧化速率為3.8 fmol cell^-1d^-1，與其他氨氧化古菌相當。由穩定同位素標記（SIP）試驗，證實了該菌可以利用¹³C標記的NaHCO ₃，因而可以進行自養生長。

菌株活性的影響因素

該菌株SAT1最適pH為6.0，最適溫度為29℃，氨氮和亞硝態氮耐受上限均為3mM。鹽度耐受上限僅為0.03%，等價於電導率約647µS/cm，無耐鹽能力，但能適應175µS/cm的低滲透壓環境。對氨氧化抑制劑烯丙基硫脲（ATU）的耐受極限較高，大於500µM。其餘一些生理生化特性請見文獻原文。

基因組特性

除了試驗測定其生理生化特性之外，研究者還在同一篇文獻中完整地測定了該菌的全基因組序列。完整序列總長為1.62Mb，採用NCBI的PGAP注釋流程對基因組進行注釋，注釋結果中包含1855個基因。目前全部基因組序列已經上傳到GenBank資料庫，登錄號為CP011097.2。

缺失的尿素轉運蛋白

很有意思的是，與目前已經發現的其他AOA基因組不同，SAT1的基因組中雖然包含一整套尿素降解相關基因，但其中的尿素轉運蛋白基因（UT）卻是一個被重組打斷的假基因。這導致SAT1菌株失去了尿素轉運的功能，因而也無法利用尿素。這也得到了尿素培養試驗的證實。據推測，這一假基因是進化過程中的遺蹟，在其他AOA中尚未出現這樣的情況。

基因組大片段的翻轉

在進行共線性分析時，發現與Nitrosopumilus maritimus等Group I.1a基因組進行比較，在SAT1的基因組內部存在一個較大片段的翻轉。位置從0.3 Mb 到 1.4 Mb, 長度約為1.1 Mb, 占整個基因組的68%，如右圖中綠色部分所示。翻轉可能來自於基因重組，如此大片段的翻轉在其他一些微生物中也有，如Staphylococcus aureus和Bacillus anthracis CDC等，但在AOA中還沒有發現過。這也是SAT1不同於其他AOA的一個地方。

頭孢菌素水解酶

在分析SAT1基因組的過程中，研究者發現其中有頭孢菌素水解酶（cephalosporin hydroxylase）的存在。該基因從未在其他的AOA基因組中發現，據推測可能是物種之間的基因橫向轉移導致，來源於假單胞菌等微生物。由於該酶的存在，污泥細小亞硝化菌可能具有潛在的頭孢菌素降解能力，有待進一步的驗證。

污泥細小亞硝化菌

基本介紹