绿色硫细菌 Chlorobium tepidum
• 署名:绿色硫细菌(典型菌株: tepid 热绿菌)
• 拉丁名:Chlorobium tepidum
• 模式:严格厌氧光能自养型微生物,依赖光能和无机硫化合物生长。
• 类别:
原核生物域(Prokaryota)→ 细菌界(Bacteria)→ 绿硫细菌门(Chlorobiota)→ 绿硫细菌纲(Chlorobia)→ 绿硫细菌目(Chlorobiales)→ 绿硫细菌科(Chlorobiaceae)。
• 菌属:绿硫菌属(Chlorobium)。
• 形态:
- 单细胞,呈球形、杆状或螺旋状,直径约0.5~2 μm,无鞭毛,多数营附着生活。
- 细胞内含有 细菌叶绿素c、d或e 及 类胡萝卜素(绿菌素),菌体呈绿色、黄绿色或棕色,显微镜下可见细胞内积累的 单质硫颗粒(代谢产物)。
• 保藏:典型菌株 Chlorobium tepidum ATCC 49652(美国模式培养物集存库)、DSM 249(德国微生物菌种保藏中心)。
• 适宜温度:中温型,最适生长温度 25~35℃,部分嗜热菌株可耐受40~50℃。
• 培养方式:
- 厌氧光照培养:需在严格无氧环境(如厌氧培养箱)中,以可见光(波长400~700 nm)作为能量来源。
- 代谢特点:以CO?为碳源,以H?S、S²?、硫代硫酸盐(S?O?²?)等为电子供体,进行 不产氧光合作用(区别于植物光合作用)。
• 培养基:
含硫化物的无机盐培养基(例:碳酸氢钠(碳源)、硫化钠(硫源)、氯化铵(氮源)、磷酸盐缓冲体系,pH 6.5~7.5)。
• 分离地:
缺氧、富含硫化氢的淡水或海水环境(如湖泊沉积物、温泉、泥沼、硫化物矿床附近水域),通常分布于透光层以下的厌氧区。
• 产代谢物:
- 主要代谢产物:单质硫(S?)(细胞内或胞外沉积)、硫酸盐(SO?²?)(硫氧化终产物)。
- 次级代谢物:类胡萝卜素(抗氧化剂)、细菌叶绿素(参与光能捕获)。
• 作用机理:
- 光能转化:通过细菌叶绿素和类胡萝卜素组成的 光合色素复合体 捕获光能,驱动电子从H?S等硫化合物向CO?传递,生成ATP和还原力(NADPH)。
- 碳固定:利用卡尔文循环(Calvin cycle)将CO?固定为有机物(如葡萄糖)。
- 硫循环:将还原态硫(H?S)氧化为单质硫或硫酸盐,同时自身获得能量,是自然界硫循环的关键参与者。
• 应用数据:
1. 环境修复:
- 处理含硫废水(如炼油厂、造纸厂废水),通过氧化H?S去除硫化物污染。
- 参与沉积物中重金属(如汞、铅)的固定(硫与重金属结合生成沉淀)。
2. 生态研究:
- 作为 厌氧光合生态系统的指示生物,用于研究极端环境(如远古地球、外星模拟环境)中的生命活动。
- Chlorobium tepidum 是首个完成全基因组测序的绿色硫细菌,为研究光合作用进化机制(如天线蛋白结构)提供模型。
3. 生物技术:
- 利用其高效的光能转化能力,探索生物制氢(以H?S为底物产生H?)或合成生物燃料的潜力。
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