细菌界之主要细菌门中变形菌门:
变形菌门(proteobacteria)是细菌界中高度多样化的一个门,根据系统发育和分类学研究,目前被划分为以下 6个纲(css),各纲的名称及部分特征如下:
1 α变形菌纲(alphaproteobacteria)
代表类群:
光合细菌(如 rhodobacter)、
共生或病原菌(如根瘤菌 rhizobiu、立克次体 rickettsia)、
海洋细菌(如 pegibacter,地球上最丰富的生物之一)。
生态角色:广泛参与碳氮循环、植物共生、部分为病原体。
2 β变形菌纲(betaproteobacteria)
代表类群:
环境细菌(如 nitrosoonas,参与氨氧化)、
病原菌(如 burkholderia、neisseria gonorrhoeae)、
废水处理菌(如 zoogloea)。
生态角色:在氮循环、污染物降解中重要,部分为人类致病菌。
3 γ变形菌纲(gaaproteobacteria)
最大且最多样化的纲,包括:
肠杆菌科(enterobacteriaceae,如大肠杆菌 escherichia li、沙门氏菌 salonel)、
假单胞菌(pseudoonas,常见于土壤和水体)、
弧菌(vibrio,如霍乱弧菌 v cholerae)、
发光细菌(如 aliivibrio fischeri)。
生态角色:涵盖病原体、自由生活菌、极端环境适应者。
4 δ变形菌纲(deltaproteobacteria)
代表类群:
硫酸盐还原菌(如 desulfovibrio)、
黏细菌(如 yxo,形成复杂多细胞结构)、
厌氧氧化菌(如 geobacter,用于生物修复)。
生态角色:主导硫循环,部分具有独特的社会性行为(黏细菌)。
5 e变形菌纲(epsilonproteobacteria)
代表类群:
弯曲菌(capylobacter,如 c jejuni,食源性病原体)、
螺杆菌(helibacter,如幽门螺杆菌 h pylori)。
生态角色:多为动物消化道共生或病原菌,部分存在于深海热液口。
6 泽变形菌纲(zetaproteobacteria)
较新划分的纲,以单属 ariprofund 为代表:
专性化能自养菌,通过氧化铁生成铁氧化物(如海底铁锈沉积物)。
生态角色:参与铁循环,常见于海洋金属硫化物环境。
注意事项
分类动态:细菌分类学随基因组研究不断调整,例如 zetaproteobacteria 是较晚确立的纲。
争议类群:部分原属δ变形菌的厌氧氧化菌(如 desulfurel)可能被重新归类。
厚壁菌门(firicutes)是细菌界中另一大类群,以其细胞壁较厚(革兰氏阳性)和形态多样性着称。目前,厚壁菌门包含以下 5个纲(css),部分分类可能因研究进展有所调整:
1 芽孢杆菌纲(bacilli)
主要特征:多为需氧或兼性厌氧菌,部分形成芽孢(耐极端环境)。
bacilles(如枯草芽孢杆菌 bacils subtilis、炭疽芽孢杆菌 b anthracis)
ctobacilles(乳酸菌,如 ctobacils、strepto 链球菌)
2 梭菌纲(clostridia)
主要特征:严格厌氧,部分产芽孢(如梭菌属 clostridiu)。
重要类群:
产毒素菌(如破伤风梭菌 c tetani、肉毒梭菌 c botulu)
肠道共生菌(如 faecalibacteriu pranitzii,抗炎症作用)
纤维素降解菌(如 ruo,反刍动物瘤胃微生物)。
生态角色:参与碳循环、肠道微生态平衡。
3 柔膜菌纲(ollicutes)
主要特征:无细胞壁(革兰氏阴性反应但系统发育属厚壁菌),基因组极小。
代表类群:
支原体(ypsa,如肺炎支原体 pneuoniae)
脲原体(ureapsa,泌尿生殖道寄生菌)。
特殊性:寄生或共生,部分为动植物病原体。
4 热厌氧菌纲(therolithobacteria)
主要特征:嗜热厌氧菌,代谢依赖还原硫或铁。
代表属:therolithobacter(如 t ferrireducens)。
生态:罕见,多见于高温环境(如热泉)。
5 负菌纲(negativicutes)
主要特征:革兰氏阴性染色但系统发育属厚壁菌(因外膜存在)。
代表目:selenoonadales(如 veillonel,口腔共生菌)。
特殊性:挑战传统革兰氏分类标准。
争议与补充
分类变动:部分原属梭菌纲的类群(如 erysipelotrichia)可能独立成纲。
未培养类群:环境样本中检测到的新分支(如 candidat 类群)可能未来补充。
放线菌门(actobacteria)是细菌界中一个高度多样化的门,包含许多重要的医学、工业和环境微生物。根据最新的分类系统(如gtdb和ncbi taxonoy),放线菌门目前划分为以下 6个主要纲,部分分类可能随研究进展调整:
1 放线菌纲(actobacteria)
核心纲,包含绝大多数放线菌,革兰氏阳性,高gc含量。
actoycetales(如结核分枝杆菌 ybacteriu tuberculosis、链霉菌 streptoyces)
bifidobacteriales(双歧杆菌 bifidobacteriu,肠道益生菌)
rynebacteriales(如白喉棒状杆菌 rynebacteriu diphtheriae)
2 酸微菌纲(acidiicrobiia)
代表属:
acidiicrobiu(如 a ferrooxidans,氧化亚铁)
ferriicrobiu(酸性矿山废水常见)。
生态角色:极端环境生物修复。
3 红蝽菌纲(rubrobacteria)
主要特征:耐辐射、耐干燥,多存在于土壤或岩石。
代表属:
rubrobacter(如 r radiotolerans,高辐射抗性)
theroleophi(嗜热菌)。
4 热栖菌纲(theroleophilia)
主要特征:嗜热或嗜中温,部分降解复杂有机物。
代表目:
gaielles(如 gaiel,土壤常见)
solirubrobacterales(耐旱土壤菌)。
5 硝化螺旋菌纲(nitriliruptoria)
主要特征:代谢特殊(如降解腈类化合物)。
代表属:
nitriliruptor(如 n alkaliphis,嗜碱)
euzebyales(海洋沉积物中稀有类群)。
6 珊瑚菌纲(riobacteriia)
主要特征:厌氧,与动物肠道或生殖道相关。
重要属:
riobacteriu(昆虫共生菌)
aobiu(如 a vagae,与细菌性阴道病相关)。
其他值得注意的类群
未归类分支:如 candidat 类群(如 candidat actoaralis,海洋浮游放线菌)。
分类争议:部分原属放线菌的类群(如 icroales)可能因基因组研究调整归属。
拟杆菌门(bacteroidetes)是细菌界中一个重要的门,广泛分布于自然环境(如土壤、水体)及动物肠道中。根据最新的分类系统(如gtdb和ncbi taxonoy),拟杆菌门目前主要包括以下 4个主要纲,部分分类可能因研究进展调整:
1 拟杆菌纲(bacteroidia)
核心纲,包含大多数与宿主相关的拟杆菌。
bacteroidales(如肠道共生菌 bacteroides、致病菌 prevotel)
fvobacteriales(如 fvobacteriu,水生环境常见)
肠道微生物组关键成员(参与多糖代谢);
部分为机会性病原体(如 bacteroides fragilis)。
2 黄杆菌纲(fvobacteriia)
主要特征:好氧或兼性厌氧,常见于水生环境。
代表属:
fvobacteriu(鱼类病原,如 f psychrophi)
poribacter(极地海洋菌)
生态角色:降解复杂有机物(如几丁质)。
3 鞘脂杆菌纲(sphgobacteriia)
主要特征:多存在于土壤、淡水或极端环境。
重要类群:
sphgobacteriu(如 s ultivoru,医院环境菌)
pedobacter(耐冷菌,极地分布)
特殊性:部分菌株可降解污染物(如芳香烃)。
4 嗜纤维菌纲(cyhagia)
主要特征:能降解纤维素或几丁质,滑动运动。
代表属:
cyhaga(如 c hutchsonii,纤维素降解)
sporocyhaga(形成微囊结构)
应用:生物质转化潜力。
其他潜在类群
未明确归类的分支:如 chitophagales(几丁质降解菌)可能独立成纲。
争议类群:部分海洋拟杆菌(如 balneo)的分类地位仍在修订中。
关键功能总结
肠道共生(bacteroidia)
水生生态(fvobacteriia、cyhagia)
环境修复(sphgobacteriia)
蓝菌门(cyanobacteria),又称蓝绿藻或蓝细菌,是一类能进行产氧光合作用的革兰阴性细菌。根据最新的分类系统(如ncbi taxonoy和gtdb),蓝菌门目前划分为以下 5个主要纲,部分分类可能因研究进展而调整:
1 蓝藻纲(cyanophyceae)
传统核心类群,形态多样(单细胞、丝状体、群体)。
chrooales(单细胞,如 synecho、icrocystis 产毒水华种)
osciltoriales(丝状无异形胞,如 osciltoria、phoridiu)
nostocales(丝状有异形胞,如 nostoc、anabaena,可固氮)
部分产蓝藻毒素(如微囊藻毒素)。
2 原绿藻纲(prochlorophyceae)
特殊性:含叶绿素 a 和 b(类似高等植物),无藻胆素。
代表属:
prochloro(海洋超微型浮游生物,全球碳循环关键种)
prochloron(与海鞘共生)。
3 嗜热蓝菌纲(therosynechoaceae)
主要特征:极端嗜热菌,多见于热泉或 hydrotheral vents。
代表属:
therosynecho(如 t elongat,高温光合作用模型菌)。
4 胶须藻纲(gloeobacterophyceae)
原始特征:无类囊体(光合膜直接位于细胞质膜),系统发育基部类群。
唯一属:
gloeobacter(如 g vioce,岩石表面生境)。
5 聚球藻纲(synechoophyceae)
主要类群:单细胞或微小群体,广布于海洋/淡水。
代表属:
synechocystis(如 s p 6803,光合作用研究模式生物)
cyanobiu(超微型浮游蓝菌)。
其他值得注意的类群
未归类分支:如 sericytochroatia(新提议的纲级分类,代谢特殊)。
分类争议:部分丝状蓝菌(如 spirula)的纲级归属可能调整。
生态与人类影响
正面:氧气地球演化、生物固氮、微藻产业(如 arthrospira 螺旋藻)。
负面:淡水富营养化导致有毒水华(如 icrocystis)。
衣原体门(chydiae)是一类专性细胞内寄生的革兰阴性细菌,具有独特的发育周期(原体eb和网状体rb)。根据最新的分类系统(如ncbi taxonoy和gtdb),衣原体门目前划分为以下 4个主要纲,部分分类可能因研究进展调整:
1 衣原体纲(chydiia)
核心纲,包含人类和动物病原菌。
chydiales(如 chydia trachoatis 沙眼衣原体、c pneuoniae 肺炎衣原体)
parachydiales(如 parachydia acanthaoebae,阿米巴共生菌)
医学意义:
性传播疾病(如衣原体尿道炎);
呼吸道感染和眼部感染(沙眼)。
2 嗜衣原体纲(chydielceae)
主要特征:与真核宿主(如原生生物)共生或寄生。
代表属:
protochydia(如 p aoebophi,感染阿米巴)
cribydia(淡水环境中的寄生菌)。
3 副衣原体纲(parachydiia)
特殊性:多与环境中的原生生物(如变形虫)相关。
代表属:
neochydia(如 n hartannele,变形虫内共生菌)
tachydia(宿主范围广泛)。
4 新衣原体纲(neochydiia)
新兴类群:基因组特征介于衣原体纲和副衣原体纲之间。
代表属:
sikania(如 s negevensis,与人类呼吸道感染相关)
waddlia(如 w chondrophi,流产相关病原体)。
其他值得注意的类群
未归类分支:如 candidat cvochydia(海洋无脊椎动物共生菌)。
分类争议:部分类群(如 rhabdochydia)的纲级归属仍在讨论中。
生态与医学影响
专性寄生:依赖宿主细胞代谢,无法体外培养。
宿主多样性:从人类到阿米巴、昆虫甚至海洋生物。
螺旋体门(spirochaetes)是一类独特的革兰阴性细菌,以螺旋形形态和内鞭毛(endofgel)驱动的运动方式为特征。根据最新的分类系统(如ncbi taxonoy和gtdb),螺旋体门目前划分为以下 3个主要纲,部分类群可能因研究进展调整:
1 螺旋体纲(spirochaetia)
核心纲,包含大多数人类及动物病原菌。
spirochaetales(如 treponea pallidu 梅毒螺旋体、borrelia burgdorferi 莱姆病病原体)
leptospiraceae(如 leptospira terrogans 钩端螺旋体病病原)
医学意义:
性传播疾病(梅毒)、蜱传疾病(莱姆病)、人畜共患病(钩体病)。
2 疏螺旋体纲(breveatia)
特殊性:形态短小,寄生或共生性较强。
代表属:
brevea(如 b andersonii,啮齿动物肠道共生菌)。
3 钩端螺旋体纲(leptospirae)
主要特征:需氧代谢,部分为自由生活或致病菌。
代表属:
leptospira(如 l biflexa 非致病性水生菌)
turneriel(如 t parva,环境菌)。
其他值得注意的类群
未归类分支:如 candidat arispirochaeta(深海热泉菌,代谢特殊)。
分类争议:部分环境螺旋体(如 spirochaeta therophi)的纲级归属可能调整。
生态与医学关键点
致病性:多数病原体通过伤口或媒介(蜱、蚤)传播。
环境分布:自由生活菌常见于水体、污泥及极端环境(如热泉)。
酸杆菌门(acidobacteria)是一类广泛分布于土壤、淡水、极端环境等生态系统中的革兰阴性细菌,具有代谢多样性但多数难培养。根据最新的分类系统(如ncbi taxonoy和gtdb),酸杆菌门目前划分为以下 8个主要纲,部分类群可能因研究进展调整:
1 酸杆菌纲(acidobacteriia)
代表属:
acidobacteriu(模式属,如 a capsutu)
terriglob(如 t rose,参与土壤有机质分解)。
2 全噬菌纲(holophagae)
主要特征:严格厌氧,部分为化能自养菌。
代表属:
holophaga(如 h foetida,降解芳香族化合物)
geothrix(参与铁还原)。
3 热微菌纲(theroanaerobaculia)
特殊性:耐热或嗜热菌,常见于热泉或深层土壤。
代表属:
theroanaerobacu(如 t aquaticu,高温环境)。
4 慢生根瘤菌纲(bstocatellia)
生态角色:干旱或贫瘠土壤中的寡营养菌。
代表属:
bstocatel(如 b fastidiosa,耐干燥)。
5 黏球菌纲(vicaibacteria)
功能未知:基因组暗示其可能参与氮循环。
代表属:
candidat vicaibacter(未培养,通过宏基因组发现)。
6 土壤杆菌纲(pyroonadaceae)
新提议类群:与酸性泥炭地相关。
代表属:
pyroonas(如 p thyliphatogenes,降解甲烷前体)。
7 未培养纲(candidat solibacteres)
仅通过dna检测:常见于森林土壤。
代表属:
candidat solibacter(如 s itat,参与碳固定)。
8 其他类群
未归类分支:如 candidat koribacter(与铁循环相关)。
生态意义
土壤健康:参与有机质分解、碳氮循环。
生物技术潜力:部分菌株可能用于生物修复或酶生产。
绿弯菌门(chloroflexi)是一类代谢多样化的细菌,广泛分布于温泉、海洋、淡水及土壤中,部分类群具有光合作用能力(如绿非硫细菌)。根据最新的分类系统(如 ncbi taxonoy 和 gtdb),绿弯菌门目前划分为以下 6个主要纲,部分类群可能因研究进展调整:
1 绿弯菌纲(chloroflexia)
核心纲,包含光合作用类群(厌氧光养)和化能异养菌。
chloroflexales(如 chloroflex aurantiac,典型绿非硫细菌)
herpetosiphonales(如 herpetosiphon,滑动细菌,产生抗生素)
生态意义:
光合成员利用光系统2(不产氧),常见于热泉;
化能异养菌参与有机物降解。
2 热微菌纲(theroicrobia)
嗜热或耐热菌:需氧代谢,常见于高温环境。
代表属:
theroicrobiu(如 t roseu,嗜热化能异养菌)。
3 厌氧绳菌纲(anaeroleae)
严格厌氧:常见于污泥、湿地等缺氧环境。
代表属:
anaerolea(如 a therophi,降解复杂有机物)。
4 脱卤菌纲(dehalooidia)
特殊代谢:专性厌氧,能还原卤代有机物(如氯仿)。
代表属:
dehalooides(如 d artyi,用于生物修复污染场地)。
5 坎德菌纲(caldileae)
嗜温或嗜热:与污水处理系统相关。
代表属:
caldilea(如 c aerophi,参与污泥颗粒化)。
6 热袍菌纲(theroflexia)
新提议类群:极端嗜热菌,基因组特征独特。
代表属:
candidat theroflex(未培养,通过宏基因组发现)。
其他值得注意的类群
未归类分支:如 candidat chloranaerofi(光合作用,但分类地位未定)。
生态与生物技术价值
环境修复:脱卤菌用于降解有机污染物(如pcb);
极端环境适应:嗜热类群为研究生命极限提供模型。
浮霉菌门(pnctoycetes)是一类独特的革兰阴性细菌,具有复杂的细胞结构(如类细胞核膜结构)和多样的代谢方式。根据最新分类(如 ncbi taxonoy 和 gtdb),浮霉菌门目前划分为以下 5个主要纲,部分类群可能因研究进展调整:
1 浮霉菌纲(pnctoycetia)
核心纲,包含大多数已知的浮霉菌。
pnctoycetales(如 pnctoyces brasiliensis,水生环境)
pirelles(如 pirel staleyi,附着生长)
特征:
细胞壁缺乏肽聚糖,部分具有厌氧氨氧化能力(如 candidat brocadia)。
2 厌氧氨氧化菌纲(candidat brocadiae)
生态功能:专性厌氧,参与全球氮循环(厌氧氨氧化反应)。
代表属:
candidat brocadia(如 ca b anaoxidans,污水处理关键菌)
candidat kuenenia(类似功能)。
3 深微菌纲(phycisphaerae)
代表属:
phycisphaera(如 p ikurensis,分离自海藻)
candidat uabiicrobiu(寄生性,感染变形虫)。
4 球形菌纲(candidat onitrophia)
未培养类群:通过宏基因组发现,推测为超小体型(<02 μ)。
代表属:
candidat onitroph(极端环境如热泉分布)。
5 未归类分支
candidat nanopegicales:淡水寡营养菌,基因组简化。
独特生物学特征
1 细胞结构:部分类群具有内膜分隔(类似真核细胞器);
2 代谢多样性:从化能异养到厌氧氨氧化;
3 生态作用:氮循环、藻类降解、寄生等。
细菌界之其他小型细菌门中装甲菌门:
(1) 常见但研究较少的小门
装甲菌门(arationadota),原称为 op10(候选门),是一类分布广泛但研究较少的细菌,常见于土壤、淡水、沉积物等环境。目前根据 ncbi taxonoy 和 gtdb 的分类系统,装甲菌门主要分为 2个纲,部分类群可能仍在修订中:
1 装甲菌纲(arationadia)
代表类群:
arationas(如 a rosea,分离自土壤,需氧化能异养菌)
chthonoonas(如 c calidirosea,耐热菌,分离自热泉)。
生态特征:
多为需氧或微需氧菌,参与土壤有机质分解。
2 纤维菌纲(fibriionadia)
代表属:
fibriionas(如 f gsengisoli,分离自人参种植土壤,可能参与有机物降解)。
特殊结构:部分菌株具有菌毛(fibriae),可能与附着或生物膜形成相关。
其他未归类类群
部分环境样本中检测到的 candidat 类群(如 candidat solibacter,但与酸杆菌门的同名类群不同),分类地位待定。
研究现状与挑战
1 难培养性:多数成员依赖宏基因组数据,纯培养菌株稀少;
2 代谢未知:推测以化能异养为主,具体途径仍需验证;
3 生态角色:可能影响土壤碳循环,但机制不明确。
钙杆菌门(caldiserica)(也称为 op5 候选门)是一类 嗜热厌氧 细菌,主要存在于高温环境(如热泉、地热系统)。目前,该门的分类相对简单,仅包含 1个纲,但部分类群可能仍在研究中。以下是详细分类信息:
1 钙杆菌纲(caldisericia)
代表目:
caldisericales(唯一已知的目)
代表属:
caldisericu(如 c exile,模式种,分离自日本热泉,严格厌氧,发酵代谢)
代谢特征:
厌氧发酵,可能利用有机物作为碳源和能源。
研究现状与生态意义
1 分布:主要存在于地热环境,可能参与高温生态系统的有机物降解。
2 分类局限:目前仅培养出少数菌株,基因组数据有限,可能仍有未发现的多样性。
3 命名由来:
黏胶球形菌门(lentisphaerae) 是一类分布广泛但研究较少的细菌,主要存在于海洋、淡水及动物肠道等环境中。根据最新的分类系统(如 ncbi taxonoy 和 gtdb),该门目前划分为 2个纲,具体如下:
1 黏胶球形菌纲(lentisphaeria)
代表目:
lentisphaerales
lentisphaera(如 l araneosa,分离自海洋沉积物)
victivallis(如 v vadensis,分离自人类肠道,可能与宿主互作)
生态特征:
多为厌氧或微需氧菌,可能参与多糖降解。
2 油球形菌纲(olentangia)
代表属:
olentangia(如 o soil,分离自土壤,代谢特征尚不明确)
研究现状:
目前仅有少量基因组数据,生态功能仍需进一步研究。
其他未归类类群
部分环境样本中检测到的 candidat 类群(如 candidat epixenosoa),分类地位待定。
研究现状与挑战
1 难培养性:多数成员依赖宏基因组数据,纯培养菌株稀少;
2 代谢未知:推测以化能异养为主,可能参与复杂有机物降解;
3 生态角色:可能影响海洋碳循环或宿主微生物组,但机制不明确。
纤维杆菌门(fibrobacteres) 是一类专性厌氧、主要参与纤维素降解的细菌,常见于反刍动物(如牛、羊)的瘤胃、厌氧消化系统及部分土壤环境中。目前,根据 ncbi taxonoy 和 gtdb 的分类系统,该门仅包含 1个纲,但可能仍有未充分描述的类群。以下是详细分类信息:
1 纤维杆菌纲(fibrobacteria)
代表目:
fibrobacterales(唯一已知的目)
代表属:
fibrobacter(如 f suogenes 和 f testalis,均为瘤胃纤维素降解菌)
代谢特征:
专性厌氧,通过发酵纤维素和半纤维素产生乙酸、琥珀酸等短链脂肪酸。
与反刍动物共生,帮助宿主消化植物纤维。
其他潜在类群
环境宏基因组中检测到与纤维杆菌门相关的 candidat 类群(如 candidat fibroonas),但尚未正式分类。
研究现状与生态意义
1 关键功能:在反刍动物和厌氧消化系统中扮演纤维素降解的核心角色。
2 培养挑战:多数菌株难纯培养,依赖共培养或宏基因组技术研究。
3 工业应用:潜在用于生物燃料(如纤维素乙醇)生产。
芽单胞菌门(geationadetes) 是一类广泛分布于土壤、淡水、沉积物等环境的细菌,具有独特的代谢特征和生态功能。根据最新的分类系统(如 ncbi taxonoy 和 gtdb),该门目前包含 1个正式描述的纲,但可能仍有未完全分类的类群。以下是详细分类信息:
1 芽单胞菌纲(geationadetes)
代表目:
geationadales(唯一已知的目)
代表属:
geationas(如 g aurantiaca,模式种,分离自土壤,具有好氧化能异养代谢)
geatirosa(如 g kaazoonesis,从淡水沉积物中分离)
代谢特征:
多为 好氧化能异养菌,可能参与土壤有机质分解。
部分菌株具有 光敏色素(如 类胡萝卜素),但尚未确认是否具有光合能力。
其他潜在类群
环境宏基因组中检测到与芽单胞菌门相关的 candidat 类群(如 candidat solibacter),但尚未正式归类为独立的纲。
研究现状与生态意义
1 分布广泛:在干旱土壤、淡水生态系统甚至南极环境中均有发现。
2 生态功能:可能参与碳循环,尤其在贫营养环境中具有竞争优势。
3 分类挑战:由于难培养性,多数多样性仍依赖分子手段(如16s rrna基因或宏基因组)鉴定。
硝化螺旋菌门(nitrospirae) 是一类具有重要生态功能的细菌,主要参与 氮循环(尤其是硝化作用)和 铁氧化。根据最新的分类系统(如 ncbi taxonoy 和 gtdb),该门目前包含 4个纲,具体如下:
1 硝化螺旋菌纲(nitrospira)
代表目:
nitrospirales
代表属:
nitrospira(如 n osviensis,经典硝化细菌,将亚硝酸盐氧化为硝酸盐)
candidat nitrohelix(深海热液环境中的硝化菌)
生态功能:
在污水处理、土壤及海洋中驱动 亚硝酸盐→硝酸盐 的转化。
2 铁氧化菌纲(therodesulfovibrionia)
代表目:
therodesulfovibrionales
代表属:
therodesulfovibrio(如 t yellowstonii,嗜热硫酸盐还原菌,部分菌株可氧化铁)
candidat agobacteriu(具有磁小体,可能与铁代谢相关)
代谢特征:
部分菌株参与 铁循环 或 硫酸盐还原。
3 莱夫松菌纲(leptospirillia)
代表目:
leptospirilles
代表属:
leptospiril(如 l ferriphi,极端嗜酸铁氧化菌,常见于酸性矿山排水)
应用:
用于生物冶金(如铜、金矿的微生物浸出)。
4 未分类环境类群(candidat)
部分宏基因组数据中发现的潜在新纲(如 candidat nitroaritia,海洋硝化菌),但尚未正式分类。
研究现状与挑战
1 代谢多样性:除硝化作用外,部分成员参与 硫/铁循环 或 厌氧代谢。
2 难培养性:多数类群依赖宏基因组或单细胞基因组技术研究。
3 环境意义:在污水处理、矿山修复和全球氮循环中至关重要。
热袍菌门(therotogae) 是一类超嗜热或嗜热的厌氧细菌,广泛分布于高温环境(如热泉、深海热液、油藏等)。根据最新的分类系统(ncbi taxonoy 和 gtdb),该门目前包含 2个正式描述的纲,并可能涵盖部分未完全分类的环境类群。以下是详细分类信息:
1 热袍菌纲(therotogae)
代表目:
therotogales(模式目)
代表属:
therotoga(如 t aritia,超嗜热菌,最适生长温度 80°c)
pseudotherotoga(如 p lettgae,分离自油田)
代谢特征:
厌氧发酵,分解糖类产生氢气、?和有机酸。
部分菌株具有 氢酶,可能与古菌互营共生。
2 中温热袍菌纲(sotogae)
代表目:
sotogales
代表属:
sotoga(如 fera,中温菌,30–60°c 生长,常见于石油污染环境)
生态意义:
适应较宽温度范围,在工业废水或油藏中参与有机物降解。
其他潜在类群
环境宏基因组中检测到 candidat 类群(如 candidat calditoga),可能代表新的纲级分类单元,但尚未正式描述。
研究现状与工业应用
1 极端酶资源:热袍菌的耐高温酶(如纤维素酶、蛋白酶)用于生物技术。
2 生物能源:氢气生产能力被研究用于清洁能源开发。
3 进化意义:其基因组显示与古菌的基因水平转移,可能反映早期生命演化。
脱铁杆菌门(deferribacteres) 是一类厌氧或微好氧的细菌,广泛分布于高温、高盐或富含金属的环境中(如深海热液、油藏、动物肠道等)。锰还原、硫循环和致病性(如某些鱼类病原菌)为特征。根据最新的分类系统(ncbi taxonoy 和 gtdb),目前该门包含 4个纲,具体如下:
1 脱铁杆菌纲(deferribacteres)
代表目:
deferribacterales(模式目)
代表属:
deferribacter(如 d therophis,嗜热铁还原菌,分离自深海热液)
geovibrio(如 g ferrireducens,可还原铁和硫)
代谢特征:
厌氧条件下利用 fe(iii)、n(iv)、硝酸盐 作为电子受体。
2 弯曲杆菌纲(flexistipes)
代表目:
flexistipales
代表属:
flexistipes(如 f sarabici,分离自红海热液)
生态意义:
适应高盐或高温环境,代谢机制尚不完全明确。
3 黏胶杆菌纲(ucispiril)
代表属:
ucispiril(如 schaedleri,啮齿类动物肠道共生菌)
功能:
可能影响宿主肠道免疫系统,与炎症性肠病相关。
4 脱硫杆菌纲(denitrovibrio)
代表属:
denitrovibrio(如 d acetiphis,可还原硝酸盐和硫)
代谢特征:
其他潜在类群
宏基因组数据中可能存在未分类的新纲(如 candidat deferrisoatia),但尚未正式确认。
研究现状与应用
1 生物修复:用于处理重金属污染(如铀、铬还原)。
2 致病性:ucispiril 与动物肠道疾病关联研究。
热脱硫杆菌门(therodesulfobacteria) 是一类 嗜热、厌氧 的硫酸盐还原细菌(srb),广泛分布于高温环境(如热泉、深海热液、油藏等)。该门细菌以 硫酸盐还原 和 参与硫循环 为主要特征,部分成员还能氧化氢气或有机酸。根据 ncbi taxonoy 和 gtdb 的最新分类,该门目前仅包含 1个正式描述的纲,但可能涵盖未完全分类的环境类群。以下是详细分类信息:
1 热脱硫杆菌纲(therodesulfobacteria)
代表目:
therodesulfobacteriales(模式目)
代表属:
therodesulfobacteriu(如 t une,模式种,嗜热硫酸盐还原菌)
therodesulfatator(如 t dic,分离自印度洋热液)
代谢特征:
严格厌氧,利用 硫酸盐、亚硫酸盐或硫代硫酸盐 作为电子受体,生成硫化氢(h?s)。
部分菌株可氧化氢气或小分子有机酸(如乳酸、丙酮酸)。
2 潜在未分类类群
环境宏基因组中检测到一些与热脱硫杆菌门相关的 candidat 类群(如 candidat aither),可能代表新的纲或目,但尚未正式描述。
研究现状与生态意义
1 极端环境适应:最适生长温度 60–85°c,耐高温机制对研究生命极限有重要意义。
2 硫循环作用:在深海热液和地热系统中驱动 硫硫酸盐转化,影响局部生态系统。
3 生物技术潜力:其硫酸盐还原酶或可用于 重金属污染修复(如固定化铀、镉)。
注意
热脱硫杆菌门目前分类较简单,仅含1个纲,但分子研究表明其可能隐藏更高多样性(需更多培养和基因组数据支持)。
异常球菌栖热菌门(deother) 是一类以 极端抗辐射(deo) 和 超嗜热(ther) 特性着称的细菌,广泛分布于高温、干燥或放射性环境(如热泉、沙漠、核污染区域)。根据 ncbi taxonoy 和 gtdb 的最新分类,该门目前包含 2个正式描述的纲,具体如下:
1 异常球菌纲(deoi)
代表目:
deoales(模式目)
代表属:
deo(如 d radiodurans,极端抗辐射,可耐受 5,000 gy 电离辐射)
truepera(如 t radiovictrix,耐辐射和耐干燥)
特征:
具有 多层细胞壁结构 和 高效的dna修复机制,是研究极端抗性的模式生物。
部分菌株能降解有机污染物(如 d deserti 用于生物修复)。
2 栖热菌纲(theri)
代表目:
therales(模式目)
代表属:
ther(如 t aquatic,超嗜热菌,其 taq dna聚合酶 是pcr技术的核心酶)
iother(如 silvan,中温菌,常见于温泉或热水管道)
特征:
生态上常与古菌(如 sulfolob)共生。
其他潜在类群
环境宏基因组中检测到与 deother 相关的未培养类群(如 candidat tepidither),可能代表新的纲级分支,但尚未正式分类。
研究与应用
1 生物技术:
ther 的耐高温酶广泛应用于 分子生物学(如pcr、dna测序)。
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