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Cenarchaeum symbiosum

Cenarchaeum symbiosum 是餐古菌属( Cenarchaeum )的模式种,也是首个被发现的中温共生型 0. 古菌(Archaea,古菌域,古细菌) 。1996年由Preston等人从加利福尼亚沿海海绵 Axinella mexicana 体内描述命名。该种为专性共生的 氨氧化古菌(AOA) ,至今尚未实现纯培养,其基因组信息主要来自宏基因组学和单细胞测序。

概述

*Cenarchaeum symbiosum* 是餐古菌属(*Cenarchaeum*)的模式种,也是首个被发现的中温共生型[[0. 古菌(Archaea,古菌域,古细菌)]]。1996年由Preston等人从加利福尼亚沿海海绵 *Axinella mexicana* 体内描述命名。该种为专性共生的[[氨氧化古菌(AOA)]],至今尚未实现纯培养,其基因组信息主要来自宏基因组学和单细胞测序。

形态与基因组特征

*C. symbiosum* 细胞微小,直径 0.2–0.5 μm,嵌入海绵中胶层(mesohyl)的间质细胞间。其基因组约 2.0 Mb,GC含量约57.4%。基因组编码了完整的氨单加氧酶操纵子(*amoABC*)及3-羟基丙酸/4-羟基丁酸途径的碳固定基因,表明其具备化能自养能力,以氨氧化为能量来源、固定CO₂为碳源。[[0. 细胞膜]]中的crenarchaeol脂质是其分类学的分子标记。

共生关系与氮代谢

在海绵宿主体内,*C. symbiosum* 占据微生物群落的绝对优势地位。其硝化作用功能将宿主代谢产生的氨转化为亚硝酸盐,可能进一步被共生的亚硝酸盐氧化菌转化为硝酸盐,完成[[0. 氮循环:氮气变为有机氮--固氮作用(NF)]]的关键步骤。这种共生代谢模式类似于珊瑚礁生态系统中硝化细菌的功能角色。

系统演化地位

系统发育分析表明,*C. symbiosum* 位于氨氧化古菌门的基部分支,与自由生活的 *Nitrosopumilus maritimus* 互为姊妹群。两者的分化反映了海洋[[0. 古菌(Archaea,古菌域,古细菌)]]在自由生活与共生生活方式之间的适应辐射。

参考资料

• Preston CM et al. A psychrophilic crenarchaeon inhabits a marine sponge. *PNAS*, 1996, 93: 6241–6246.

• Hallam SJ et al. Genomic analysis of *Cenarchaeum symbiosum*. *PNAS*, 2006, 103: 18296–18301.