Physiological and metabolic responses of chemolithoautotrophic NO3− reducers to high hydrostatic pressure
Physiological and metabolic responses of chemolithoautotrophic NO3− reducers to high hydrostatic pressure
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化能自养型NO3还原剂对高静水压的生理和代谢反应
DOI：
10.1111/gbi.12522
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Foustoukos, Dionysis I.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pérez‐Rodríguez, Ileana;Sievert, Stefan M.;Fogel, Marilyn L.;Foustoukos, Dionysis I.
我们研究了压力对从深海热液喷口分离的弯曲杆菌和水生细菌的嗜热性、化学自养性3号−还原细菌的影响。与接近标准压力(0.2Mpa)的分批培养相比，在5 和20 Mpa的分批培养条件下，中间大西洋弯曲杆菌(Caminibacter Mediatlanticus)和氨化热杆菌(Thermobrio Amamicians)的N3−消耗减少，细胞浓度降低，总体生长缓慢。相反，在所有压力条件下，这两种微生物对3号−的化学自养还原所产生的氮同位素分馏效应都保持不变。以前报道的天然热液喷口流体微生物群落之间具有可比性的化学自养N3−还原活性表明，在类似温度条件下最大增长的微生物种群和群落之间，在细胞特异性N3 还原速率和倍增时间方面具有很强的相似性。我们的结果与其他关于压力对厌氧化学自养过程(即微生物S0氧化与Fe(III)还原和水力遗传营养甲烷作用)影响的生理和代谢比较表明，依赖于氧化还原(Redox)反应产生更高Gibbs能量的厌氧化学自养细胞在压力增加时经历了更大的细胞特定呼吸速率和倍增时间的变化。总体而言，我们的结果有助于理解压力的作用，它与温度和氧化还原条件的关系，以及它们对海底化学自养N3−还原和其他厌氧化学自养过程的影响。
We investigated the impact of pressure on thermophilic, chemolithoautotrophic NO3− reducing bacteria of the phylaCampylobacterotaandAquificotaisolated from deep‐sea hydrothermal vents. Batch incubations at 5 and 20 MPa resulted in decreased NO3− consumption, lower cell concentrations, and overall slower growth inCaminibacter mediatlanticus(Campylobacterota) andThermovibrio ammonificans(Aquificota), relative to batch incubations near standard pressure (0.2 MPa) conditions. Nitrogen isotope fractionation effects from chemolithoautotrophic NO3− reduction by both microorganisms were, on the contrary, maintained under all pressure conditions. Comparable chemolithoautotrophic NO3− reducing activities between previously reported natural hydrothermal vent fluid microbial communities dominated byCampylobacterotaat 25 MPa andCampylobacterotalaboratory isolates at 0.2 MPa, suggest robust similarities in cell‐specific NO3− reduction rates and doubling times between microbial populations and communities growing maximally under similar temperature conditions. Physiological and metabolic comparisons of our results with other studies of pressure effects on anaerobic chemolithoautotrophic processes (i.e., microbial S0‐oxidation coupled to Fe(III) reduction and hydrogenotrophic methanogenesis) suggest that anaerobic chemolithoautotrophs relying on oxidation–reduction (redox) reactions that yield higher Gibbs energies experience larger shifts in cell‐specific respiration rates and doubling times at increased pressures. Overall, our results advance understanding of the role of pressure, its relationship with temperature and redox conditions, and their effects on seafloor chemolithoautotrophic NO3− reduction and other anaerobic chemolithoautotrophic processes.
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DOI：
10.1073/pnas.1206632109
发表时间：
2012-08-21
影响因子：
11.1
作者：
Eecke, Helene C. Ver;Butterfield, David A.;Holden, James F.
通讯作者：
Holden, James F.
高静水压下嗜极微生物模型的生长速率和程度，古生球菌 fulgidus
影响因子：
5.2
作者：
G. Oliver;A. Cario;K. Rogers
通讯作者：
K. Rogers
影响因子：
5.1
作者：
Nakagawa, S;Takai, K;Sako, Y
通讯作者：
Sako, Y
用于测量高静水压下细菌培养物生长的二次采样技术。
影响因子：
4.4
作者：
C. Taylor;H. Jannasch
通讯作者：
H. Jannasch
使用元素分析仪通过同位素比监测质谱法测定 δ13C、δ15N 或 δ34S
DOI：
10.3133/tm5d4
发表时间：
2018
期刊：
Techniques and Methods
影响因子：
--
作者：
C. Johnson;C. A. Stricker;Cayce A. Gulbransen;Matthew P. Emmons
通讯作者：
Matthew P. Emmons