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水处理的一种——厌氧氨氧化菌

2017-09-06 16:22:53 来源:网络

陆地生态系统

Humbert 等首次在不同陆地生态系统( 包括沼泽、受污染的孔隙含水层、冻土和农田土壤) 中检测出了不同种群的 ANAMMOX 菌,种群多样性水平较高,包括Candidatus Kuenenia stuttgartiensis,Candidatus Brocadia fulgida,Candidatus Scalindua wagneri 和 Candidatus Jettenia asiatica。研究表明并非在所有土壤样品中都存在 ANAMMOX 菌,而只在土壤的一定深度范围内才有 ANAMMOX 菌的分布。 Humbert, et al. ISME J, 2010

Zhu 等在中国的多处淡水湿地生态系统中也检测出了 ANAMMOX 菌的存在,主要为 Brocadia 属的 ANAMMOX 菌。 Zhu, et al. ES&T, 2011

特殊生态系统

Byrne 等在温度高达 60-85℃的大西洋中脊深海热液口处检测到了 Scalindua 属的 ANAMMOX 菌。Jaeschke 等发现在温度为 65 ℃的温泉中也存在 ANAMMOX菌的特异性阶梯烷膜脂,含量为 0.3-52ng/g,16S rRNA 系 统 发 育 分 析 表 明,温 泉 中 存 在 Candidatus Brocadia fulgida,Candidatus Brocadia anammoxidans 和 Candidatus Kuenenia stuttgartiensis 的序列。Byrne, et al. Isme J, 2009; Jaeschke, et al. FEMS Microbiol Ecol, 2009

另有研究者报道了 ANAMMOX菌也可在低温生态系统中生存。Sch 等发现在温度低至 0℃的格陵兰海的迪斯科湾海冰中存在具有活性的 Scalindua 属的 ANAMMOX菌。这些特殊生态系统中 ANAMMOX 菌的发现对于发掘耐高温和耐低温的 ANAMMOX 菌菌种资源提供了前景。 Sch, et al. System & Appl Microbiol, 2003

此外,Hoffmann 等还在海洋的海绵体内发现了 ANAMMOX 菌的踪迹,检测到了 Candidatus Scalindua sorokinii 和 Candidatus Scalindua brodae的存在。Hoffmann, et al. Environ Microbiol, 2009

ANAMMOX 菌的细胞结构

厌氧氨氧化菌是革兰氏阴性菌,浮霉状菌目,呈球形、卵形等,直径0.8~1.1μm。细胞外无荚膜,细胞壁表面有火山口状结构,少数有菌毛,细胞呈深红色,出芽生殖。细胞内分隔成3部分:

(1)外部区域,包括: 细胞壁(cell wall),细胞质膜(cytoplasmic membrane),外室细胞质(paryphoplasm)和细胞内质膜;

(2)核糖细胞质(riboplasm) ;

(3)厌氧氨氧化体膜(anammoxosome membrane), 厌氧氨氧化体(anammoxosome), 类核(nucleoid)。

厌氧氨氧化

ANAMMOX 菌不同属的形态各异,但是均具备一种重要细胞器—厌氧氨氧化体(Anammoxosome)

厌氧氨氧化

厌氧氨氧化体是发生厌氧氨氧化过程的主要场所,为整个细胞提供能量。全球 2 项独立的研究表明厌氧氨氧化体内存在联氨/羟胺氧化还原酶(HAO)。

厌氧氨氧化体的相对体积很大,约占整个细胞的 30%—60%。厌氧氨氧化体被一种含有独特成分脂类的双层膜包裹,这种脂类被称为“厌氧氨氧化体脂”。

厌氧氨氧化体脂含有阶梯烷(Ladderane),它由多个环丁烷环相互结合而成,形状类似阶梯。阶梯烷与甘油之间以醚键联结。组织致密的阶梯烷结构保证了厌氧氨氧化体内产生的联氨等有毒中间产物不会对 ANAMMOX 菌产生致命影响。

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