华丽硫珠菌（Thiomargarita magnifica）
 
• 署名：华丽硫珠菌
 
• 拉丁名：Thiomargarita magnifica
 
• 模式：模式菌株为2009年首次在法属瓜德罗普岛红树林沉积物中分离的巨型硫细菌，是目前已知最大的细菌之一（单细胞肉眼可见），其形态和生理特性为该属的典型代表。
 
• 类别：化能自养型细菌（依赖硫化合物氧化供能，以CO?为碳源），兼性厌氧（可在微氧-缺氧环境中生存）。
 
• 菌属：硫珠菌属（Thiomargarita，意为“硫珍珠”，因细胞内富含硫颗粒而得名）。
 
• 形态：
 
- 单细胞形态：呈圆柱形或椭圆形，直径 200~750 μm（最大可达1 mm，肉眼可见），长度可达2000 μm，是普通细菌的1000倍以上。
- 细胞结构：
- 革兰氏染色 阴性，细胞壁薄，外有黏液层（辅助附着沉积物）。
- 细胞中央有一个巨大的 液泡（占细胞体积70%~80%），储存硝酸盐（NO??），用于厌氧条件下的硫氧化。
- 细胞质环绕液泡分布，内含大量 球形硫颗粒（直径5~10 μm，反光性强，显微镜下呈白色珍珠状），因含类胡萝卜素，菌体整体呈 奶白色至淡黄色。
- 无鞭毛，但可通过黏液层滑动或随沉积物水流移动。
 
• 保藏：暂未公开报道标准菌株保藏编号（因培养条件苛刻，多以原位样品研究为主）。
 
• 适宜温度：25~30℃（热带/亚热带红树林环境最佳）。
 
• 培养方式：
 
- 微氧-缺氧培养：需模拟红树林沉积物的 硫化物-硝酸盐界面（底层富H?S，上层含微量O?或NO??），避免剧烈震荡（防止细胞破裂）。
- 原位培养：常用沉积物悬浮液混合人工海水，添加Na?S（硫源）和KNO?（硝酸盐源），pH 7.5~8.0（近中性）。
 
• 培养基：
 
人工海水培养基含：NaCl（25 g/L）、MgCl?（5 g/L）、KNO?（10 mM，液泡储能物质）、Na?S·9H?O（5 mM，硫源）、NH?Cl（0.5 g/L，氮源）、KH?PO?（0.2 g/L，磷源），固体培养基添加1%琼脂（仅用于固定细胞，非必需）。
 
• 分离地：法属瓜德罗普岛（Guadeloupe）红树林沉积物（潮间带缺氧淤泥，富含H?S和硝酸盐，盐度20~35‰）。
 
• 产代谢物：
 
- 核心代谢物：单质硫（S?，细胞内硫颗粒）、硫酸盐（SO?²?，硫氧化终产物）、硝酸盐（NO??，液泡储存）。
- 次级代谢物：类胡萝卜素（抗氧化，赋予菌体淡黄色）、胞外多糖（黏液层主要成分，辅助附着）。
 
• 作用机理：
 
1. 能量代谢：
- 有氧条件：利用O?作为电子受体，将H?S氧化为S?（沉积为硫颗粒），进一步氧化为SO?²?，释放能量用于CO?固定。
- 厌氧条件：液泡中的NO??作为替代电子受体（“内置硝酸盐储罐”），将H?S氧化为S?，同时还原NO??为NO??或N?，维持缺氧环境下的代谢。
2. 碳同化：通过 还原性三羧酸循环 固定CO?，合成细胞有机物（如蛋白质、脂质）。
3. 巨型细胞适应：
- 巨大液泡减少细胞质扩散距离，高效储存硝酸盐，避免H?S（有毒）直接接触细胞质。
- 硫颗粒作为能量储备，可在硫源不足时逐步氧化供能。
 
• 应用数据：
 
- 生态意义：
- 红树林生态系统的 硫-氮循环枢纽，每年可固定约100 mmol/m²的CO?，同时转化H?S（降低硫化物毒性），促进沉积物中微生物群落稳定。
- 单细胞巨型结构为研究 原核生物细胞体积极限 和 细胞器化趋势（如液泡类似真核细胞功能）提供独特模型。
- 生物技术潜力：
- 耐高硫化物和盐度特性，可用于 沿海含硫废水处理（理论上H?S去除率达90%以上，需进一步实验室验证）。
- 硫颗粒和液泡的生物矿化机制，为开发 纳米硫材料 或 生物储能载体 提供新思路。