Peijinzhouia sedimentorum（新属新种），从东太平洋的多金属结核矿区中分离得到，并提出建立Peijinzhouiaceae（新科）

《Synthetic and Systems Biotechnology》：Peijinzhouia sedimentorum gen. Nov., sp. nov., isolated from polymetallic nodule fields of the Eastern Pacific, and proposal of the family Peijinzhouiaceae fam. Nov.

东太平洋多金属结核区分离出菌株EPR-FJ-38和南中国海水样本SYC-11，经系统发育分析表明二者属于新科Peijinzhouiaceae，具有Mn2?等重金属抗性和生物矿化能力，为深海环境生物修复提供新资源。

　　深海多金属结核是地球上一种重要的但尚未被充分开发的资源，富含多种关键金属，如锰（Mn）、铜（Cu）、钴（Co）和镍（Ni），具有巨大的经济和科学价值。这些结核主要分布在深海沉积物的表面，其中在东太平洋的克拉里昂-克利伯顿区（Clarion-Clipperton Zone, CCZ）最为丰富。由于其独特的形成机制和潜在的资源价值，多金属结核吸引了大量研究兴趣，尤其是在深海采矿领域。然而，尽管这些结核的重要性日益凸显，其形成过程和其中微生物的作用仍存在许多未知之处。

在对CCZ区域微生物多样性的研究过程中，科学家们成功地从多金属结核环境中分离出了一株新的菌株EPR-FJ-38^T，并对其进行了详细的分类学分析。同时，另一株菌株SYC-11则是从南海的海水样本中分离得到。通过16S rRNA基因序列的比对分析，发现SYC-11与EPR-FJ-38^T的相似度高达99.8%，这表明两者可能具有密切的亲缘关系。进一步的系统发育分析结果显示，这两株菌株与已知的某些细菌（如Fulvivirga imtechensis SW1-E11^T）具有较高的相似度，分别为89.6%和89.3%。此外，它们还与Marinoscillum luteum SJP7^T、Fulvivirga sediminis 2943^T以及Marivirga tractuosa DSM 4126^T等菌株显示出相似的系统发育关系。

值得注意的是，通过基因组和系统发育分析，研究人员发现EPR-FJ-38^T和SYC-11形成了一条独立的分支，远离Cyclobacteriaceae科。这表明它们可能属于一个新的分类单元。为了进一步确认这一点，研究团队结合了多种分类方法，包括表型、生理特性、化学分类学、基因型以及系统发育关系的分析。综合这些数据，研究者提出EPR-FJ-38^T和SYC-11可能代表一个新的细菌科，命名为Peijinzhouiaceae fam. Nov.。该科的属和种被命名为Peijinzhouia sedimentorum sp. nov.，其中EPR-FJ-38^T作为模式菌株，其基因组编号为MCCC M28192^T?=?KCTC 92505^T。

这一新发现不仅丰富了对深海微生物多样性的认识，也为深海生态系统的研究提供了新的视角。研究团队还发现，这两株菌株具有对多种重金属（如Mn²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Co²⁺和Hg²⁺）的抗性和去除能力，这表明它们在重金属污染环境中的潜在应用价值。此外，这两株菌株还表现出生物矿化功能，能够通过碳酸酐酶的作用创造碱性环境，从而促进菱锰矿的形成。这一特性在深海环境中具有重要意义，因为菱锰矿是多金属结核的重要组成部分。

Cytophagales目是一类具有重要生态和生物技术意义的细菌。该目最初由Winogradsky于1929年建立，随后由Skerman于1980年进行了修订（Skerman等，1980）。Cytophagales目中的细菌是革兰氏阴性、具有滑行运动能力的微生物，广泛分布于土壤、淡水、海洋生态系统以及极端环境中（Reichenbach，1992）。这些细菌的一个显著特点是能够降解复杂的多糖类物质，如纤维素、几丁质和果胶，从而在地球的碳循环中发挥关键作用（McBride等，2014）。此外，它们在有机物分解和微生物群落中的相互作用方面也具有重要的生态意义（Thomas等，2011）。

随着基因组学和宏基因组学技术的发展，科学家们对Cytophagales目的进化关系和功能潜力有了更深入的理解。通过比较基因组分析，研究者发现该目中的不同成员在特定生态位中表现出不同的适应性，例如某些菌株具有编码碳水化合物活性酶（CAZymes）和次级代谢产物生物合成途径的基因（García-López等，2019；McBride等，2014）。这些发现不仅揭示了Cytophagales目在生物技术领域的应用潜力，还为生物燃料生产、生物修复以及新型生物活性化合物的发现提供了理论基础（Hahnke等，2016；Thomas等，2011）。然而，尽管Cytophagales目在生态和生物技术方面具有重要价值，其生物学特性仍有许多未被充分研究的方面。例如，它们在宿主相关微生物群落中的作用、对环境胁迫的响应机制以及滑行运动的分子基础等（McBride等，2014；Reichenbach，1992）。

研究团队在对CCZ区域的微生物多样性进行调查时，从多金属结核的沉积物中成功分离出菌株EPR-FJ-38^T，并对其进行了详细的分类学分析。同时，SYC-11是从南海的海水样本中分离得到的。通过与GenBank数据库的比对分析，发现SYC-11与EPR-FJ-38^T在16S rRNA基因序列上的相似度高达99.8%，这表明两者可能具有相同的分类地位。此外，研究团队还评估了这些菌株对重金属的抗性和去除能力，并结合了元素组成、晶体结构以及16S rRNA基因序列的数据，以深入了解其重金属抗性的机制和生物矿化功能。通过多相分类方法的鉴定，研究者认为EPR-FJ-38^T和SYC-11可能属于一个新的细菌科，即Peijinzhouiaceae fam. Nov.。

这一新发现不仅拓展了对深海微生物多样性的认识，还为深海生态系统的研究提供了新的方向。研究团队还发现，这两株菌株具有对多种重金属的抗性和去除能力，这表明它们在重金属污染环境中的潜在应用价值。此外，它们还表现出生物矿化功能，能够通过碳酸酐酶的作用创造碱性环境，从而促进菱锰矿的形成。这一特性在深海环境中具有重要意义，因为菱锰矿是多金属结核的重要组成部分。因此，这两株菌株可能成为未来深海生物修复研究的重要候选对象。

在研究过程中，研究人员采用了多种技术手段，包括表型分析、生理特性研究、化学分类学分析、基因型鉴定以及系统发育关系分析。这些方法的综合应用为分类学研究提供了可靠的数据支持。此外，研究团队还利用基因组学技术对菌株EPR-FJ-38^T和SYC-11进行了深入分析，发现它们的基因组完整性高达99.7%，污染率仅为1.1%。这表明它们的基因组质量较高，适合进一步的分析研究。基因组的组装结果显示，这两个菌株的基因组大小分别为4.57 Mb，其中scaffold N50为380 Kb。这些数据不仅为分类学研究提供了依据，也为进一步的功能基因组研究奠定了基础。

研究团队还发现，这两个菌株在系统发育树上形成了一条独立的分支，远离Cyclobacteriaceae科。这一发现表明它们可能代表一个新的分类单元。为了进一步确认这一点，研究者结合了多种分类学方法，并提出了新的分类命名。通过这一研究，不仅发现了新的细菌科，还为深海微生物的研究提供了新的视角。此外，这两个菌株在重金属污染环境中的潜在应用价值也得到了验证，这表明它们可能成为未来生物修复研究的重要候选对象。

综上所述，这一研究不仅揭示了深海多金属结核环境中微生物的多样性，还为深海生态系统的研究提供了新的方向。通过多相分类方法的鉴定，研究者认为EPR-FJ-38^T和SYC-11可能代表一个新的细菌科，即Peijinzhouiaceae fam. Nov.。这一发现对于理解深海微生物的生态功能和生物技术应用具有重要意义。此外，这两个菌株在重金属污染环境中的抗性和去除能力，以及生物矿化功能，也表明它们在环境修复领域具有潜在的应用价值。未来的研究可以进一步探索这些菌株的生物学特性，以及它们在深海生态系统中的具体作用，从而为相关领域的研究提供更全面的理论支持。