Phosphite utilization by the globally important marine diazotroph Trichodesmium.
Phosphite utilization by the globally important marine diazotroph Trichodesmium.
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全球重要的海洋固氮菌毛藻对亚磷酸盐的利用。
DOI：
10.1111/1758-2229.12308
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发表时间：
2015
影响因子：
3.3
通讯作者：
Polyviou D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Polyviou D
属于丝状蓝藻属Trichodesmium 的物种负责海洋固氮的很大一部分。磷（P）的可用性可能限制了海洋某些区域的毛藻生长。此外，最近已证明丝藻属物种在新兴的海洋磷氧化还原循环中发挥着作用，进一步凸显了这些微生物在当代海洋的许多生物地球化学过程中发挥的关键作用。在这里，我们证明红丝毛藻IMS101可以在还原的无机化合物亚磷酸盐作为其唯一的P来源上生长。通过T的异源表达来鉴定负责亚磷酸盐利用的成分。 erythraeumIMS101Tery_0365–0368基因，在蓝藻集胞藻模型中编码假定的三磷酸腺苷（ATP）结合盒转运蛋白和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）依赖性脱氢酶。 PCC6803。我们证明，只有转运蛋白和脱氢酶的联合表达才能使集胞藻利用亚磷酸盐，证实了Tery_0365-0367作为亚磷酸盐摄取系统（PtxABC）和Tery_0368作为亚磷酸盐脱氢酶（PtxD）的功能。我们的研究结果表明，据报道，木藻属在田间对亚磷酸盐的吸收可能反映了木藻属活跃的生物过程。这些结果凸显了资源有限的海洋中毛藻可用磷源的多样性。
Species belonging to the filamentous cyanobacterial genusTrichodesmiumare responsible for a significant fraction of oceanic nitrogen fixation. The availability of phosphorus (P) likely constrains the growth ofTrichodesmiumin certain regions of the ocean. Moreover,Trichodesmiumspecies have recently been shown to play a role in an emerging oceanic phosphorus redox cycle, further highlighting the key role these microbes play in many biogeochemical processes in the contemporary ocean. Here, we show thatTrichodesmium erythraeumIMS101 can grow on the reduced inorganic compound phosphite as its sole source of P. The components responsible for phosphite utilization are identified through heterologous expression of theT. erythraeumIMS101Tery_0365–0368genes, encoding a putative adenosine triphosphate (ATP)‐binding cassette transporter and nicotinamide adenine dinucleotide (NAD)‐dependent dehydrogenase, in the model cyanobacteriaSynechocystissp. PCC6803. We demonstrate that only combined expression of both the transporter and the dehydrogenase enablesSynechocystisto utilize phosphite, confirming the function of Tery_0365‐0367 as a phosphite uptake system (PtxABC) and Tery_0368 as a phosphite dehydrogenase (PtxD). Our findings suggest that reported uptake of phosphite byTrichodesmiumconsortia in the field likely reflects an active biological process byTrichodesmium. These results highlight the diversity of phosphorus sources available toTrichodesmiumin a resource‐limited ocean.
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