Thermodesulfitimonas autotrophica ist eine Bakterienart. Die Art ist chemolithoautotroph, es ist in der Lage, ohne Zufuhr organischer Stoffe zu wachsen. Es zeigt hier Wachstum mit molekularem Wasserstoff (H2) als Elektronendonator, Natriumsulfit oder Schwefeldioxid als Elektronenakzeptor und nutzt Bicarbonat oder CO2 als Kohlenstoffquelle. Es ist thermophil („wärmeliebend“): Es zeigt noch Wachstum bei 72 °C. Die Art zählt zu der Familie der Thermoanaerobacteraceae.

Merkmale Die Zellen sind gerade Stäbchen mit abgerundeten Enden mit einem Durchmesser von 0,5–0,6 µm und einer Länge von 1,0–2,0 µm. Sie wachsen einzeln, paarweise oder bilden kurze Ketten von 5–10 Zellen. Die Zellen sind beweglich und besitzen seitliche Flagellen. Es werden keine Sporen gebildet. Der Gram-Test fällt positiv aus.

Stoffwechsel und Wachtum Thermodesulfitimonas autotrophica ist anaerob, zeigt also Wachstum unter Sauerstoffausschluss. Es wächst chemolithoautotroph mit molekularem Wasserstoff als Elektronendonator, Natriumsulfit oder Schwefeldioxidgas als Elektronenakzeptor und Bicarbonat/CO₂ als Kohlenstoffquelle unter Sulfidbildung. Von den getesteten potenziellen Elektronendonatoren wurde nur Formiat genutzt, wenn Sulfit als Elektronenakzeptor diente. In Gegenwart von H2 oder Formiat, CO2 und Sulfit führt die Zugabe von Malat oder Pyruvat zu einer Verkürzung der Lag-Phase, die finale Zellkonzentration bleibt unverändert. Die Zugabe von Glucose, Pepton oder Hefeextrakt hat keinen Einfluss auf das Wachstum. Es ist kein fermentatives Wachstum zu beobachten.

Der optimale Temperaturbereich für das Wachstum liegt zwischen 45 und 72 °C, mit einem Optimum bei 65 °C. Der pH-Wert-Bereich für das Wachstum liegt zwischen 5,5 und 8,5, mit einem Optimum bei 6,0–6,5. Wachstum findet bei Natriumchlorid-Konzentrationen von 0–1,0 % (w/v) statt, wobei das Optimum in Abwesenheit von NaCl erreicht wird.

Es folgt eine Tabelle von Thermodesulfitimonas autotrophica im Vergleich mit den systematisch nahe stehenden Vertretern der Gattungen Ammonifex, Desulfothermobacter, Brockia, Calderihabitans, Carboxydothermus, Desulfovirgula und Neomoorella (früher als Moorella geführt).Galina B. Slobodkina: Thermodesulfitimonas (9. September 2019) ThermodesulfitimonasAmmonifexDesulfothermobacterBrockiaCalderihabitansCarboxydothermusDesulfovirgulaNeomoorellaLebensraumHeiße QuelleHeiße QuelleHeiße QuelleHeiße QuelleMeeressedimenteHeiße QuelleGeothermisch aktive UntertageminePferdemist, Sedimente und Boden, heiße Quelle, BiogasanlageWachstumstemperatur (°C)45–7257–8242–7046–7855–6840–7861–8042–70Optimale Temperatur (°C)6570–755560–656560–7269–7256–65pH-Bereich5,5–8,55,0–8,02,9–6,55,5–8,55.2–9.24,8–8,66,4–7,94,8–8,5pH-Optimum6,0–6,56,8–7,54,56,57,0–7,55,5–7,26,8–7,36,3–7,5GC-Gehalt (mol%)55,854–56.2586350,637,7–42,460.151–55Sporen−D + + +− + +ElektronendonatorenH2 / CO2 + + + +−D +DFormiat + + + +NDD−−Pyruvat−D +− +D + +Glucose−− +− +D− +Hefeextrakt−− +−−DNDDCO-Nutzung−NDNDND + +ND +Fermentatives Wachstum−D +−−− + +ElektronenakzeptorenSulfat (SO42−)− + +−−− +−Thiosulfat (S2O32−)−D + + +D + +Elementarer Schwefel (S0)− +− +NDD +NDSulfit (SO32−) +−−− +D +NDNitrat (NO32-)−D−−−D−DFe(III)−NDND +D−

Symbole: +, >80 % positiv; D, Unterschiede zwischen den Stämmen (21–79 % positiv); −, 0–20 % positiv; ND, keine Daten. Ökologie Der einzige Vertreter der Gattung, Thermodesulfitimonas autotrophica SF97 T, wurde aus einer Mischprobe aus Sediment und Wasser einer terrestrischen Thermalquelle in der Golovnin-Caldera auf der Insel Kunaschir (Kurilen, Russland) isoliert. Ähnliche Gen-Sequenzen wurden in der GenBank gefunden. Es handelte sich um drei Sequenzen, die zu nicht kultivierten Bakterien gehören (GenBank AB260067, AB260065 und AB260061). Alle diese Mikroorganismen wurden in der mikrobiellen Gemeinschaft nachgewiesen, die mit dem schwarzen Rost eines Bohrlochdichtungsinstruments assoziiert ist. Dieses Instrument war etwa acht Jahre lang in einem 295 m tiefen Bohrloch in der Erdkruste am Osthang des Juan-de-Fuca-Rückens im Pazifischen Ozean im Einsatz. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass die im Rost entwickelten thermophilen (bis zu 72 °C bei Thermodesulfitimonas autotrophica) Mikroorganismen durch die heißen Krustenfluide des Ozeanrückens transportiert und genährt wurden und somit die Biosphäre des Meeresbodens repräsentieren.

Systematik mini|Moorella thermoacetica

Thermodesulfitimonas autotrophica zählt zu der Familie Thermoanaerobacteraceae. Die Art wurde im Jahr 2017 von G. B. Slobodkina und Mitarbeitern zuerst beschrieben. Sie wurde aus einer Thermalquelle auf der Insel Kunaschir isoliert.

Die Familie Thermoanaerobacteraceae umfasst Gattungen thermophiler, strikt anaerober und stäbchenförmiger Bakterien, die aus verschiedenen natürlichen und auch anthropogenen Habitaten isoliert wurden. Sie enthält hauptsächlich organotrophe, kohlenhydratfermentierende Vertreter, aber auch einige Gattungen wie Ammonifex, Brockia, Calderihabitans, Carboxydothermus, Desulfothermobacter, Desulfovirgula und Neomoorella, deren Arten chemolithoautotroph wachsen können. Die meisten Arten der Thermoanaerobacteraceae reduzieren Thiosulfat, während Thermodesulfitimonas autotrophica ausschließlich Sulfit als Elektronenakzeptor nutzt. Im Vergleich zu den chemolithotrophen Vertretern der Familie unterscheidet sich Thermodesulfitimonas autotrophica von Ammonifex, Desulfothermobacter und Desulfovirgula-Arten durch die Unfähigkeit, Sulfat zu reduzieren. Es unterscheidet sich von Carboxydothermus ferrireducens, C. siderophilus, C. pertinax und Calderihabitans maritimus durch die Unfähigkeit, Fe(III) zu reduzieren. Vertreter der Gattungen Carboxydothermus, Neomoorella und Calderihabitans unterscheiden sich von Thermodesulfitimonas autotrophica durch ihre Fähigkeit, Kohlenmonoxid zu nutzen. Ammonifex degensii, Carboxydothermus islandicus, Desulfothermobacter acidiphilus, Desulfovirgula thermocuniculi und Arten der Gattung Neomoorella sind im Gegensatz zum Stamm SF97T zur fermentativen Vermehrung fähig.

Die nächsten Verwandten von T. autotrophica sind Ammonifex thiophilus (93,18 %), A. degensii (92,68 %) und Desulfothermobacter acidiphilus (91,31 %).

Der Gattungsname Thermodesulfitimonas bedeutet soviel wie „eine thermophile sulfitreduzierende Einheit“. Der Artname T. autotrophica deutet auf die Fähigkeit hin, autotroph, d. h. ohne Zufuhr von organischen Stoffen, zu wachsen.

Einzelnachweise

Literatur Galina B. Slobodkina: Thermodesulfitimonas (9. September 2019)

Weblinks

NCBI

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