从海水养殖沉积物中分离出的好氧反硝化光杆菌（Photobacterium ganghwense）T3菌株的特性分析及其完整的反硝化途径

《Microbiology》：Characterization and Complete Denitrification Pathway of Aerobic Denitrifying Photobacterium ganghwense Strain T3 Isolated from a Mariculture Sediment

高效好氧反硝化菌株T3（Photobacterium ganghwense）从养殖尾水沉积物中分离，具有花生形单细胞特征。在C/N 12.5、pH 7.5、35℃条件下实现4.15 mg NO3?-N/(L·h)最大反硝化速率，能直接利用铵态氮但无法利用硝态氮。基因分析发现其携带napA、nirS、norB、nosZ等完整反硝化相关基因，并存在amoB（硝化）、ureC（氨代谢）、nifH（固氮）等辅助代谢基因。

　　

摘要

从海水养殖尾塘的沉积物中分离出一种高效的好氧反硝化菌株，命名为T3，经鉴定为Photobacterium ganghwense。这是首次在P. ganghwense中发现好氧反硝化现象。电子显微镜观察显示，T3菌株的大小为1.8–3.0 × 0.9–1.2 μm，呈花生状，通常以单细胞形式存在。该菌株在血琼脂平板上不会导致溶血反应，并且对几乎所有测试的抗生素均敏感，仅对林可霉素不敏感。T3菌株能够利用硝酸盐进行反硝化作用，并可直接吸收铵态氮作为营养物质，但无法直接利用亚硝酸盐。当氮源浓度为100 mg/L、碳源为三钠柠檬酸二水合物、C/N比为12.5、pH值为7.5、温度为35°C时，其最大反硝化速率为4.15 mg \({\text{NO}}_{3}^{ - }\)–N/(L h)。高通量qPCR芯片技术分析表明，T3菌株含有多个与反硝化相关的基因，包括narG、napA、nirK2、nirS1、nirS3、nosZ1和nosZ2；一个与硝化作用相关的基因amoB；一个与氨代谢相关的基因ureC；一个与氨基酸代谢相关的基因gdhA；以及一个与同化作用相关的基因nifH。通过PCR和DGGE分析进一步确认了napA、nirS、norB和nosZ基因的存在，表明T3菌株具备完整的反硝化途径：\({\text{NO}}_{3}^{ - }\) → \({\text{NO}}_{2}^{ - }\) → NO → N₂O → N₂。