硒耐受性新种Rossellomorea yichunensis sp. nov.的发现揭示罗氏菌属物种多样性被低估及其在硒生物修复中的应用潜力

本研究从江西宜春富硒土壤中分离出一株新型硒耐受菌株YC4-1T，通过多相分类学分析（包括16S rRNA基因序列分析、基因组比较和表型特征）将其鉴定为罗氏菌属新种Rossellomorea yichunensis sp. nov.。该菌株能耐受5000 mg/L Na2SeO3并生物合成硒纳米颗粒（SeNPs），基因组分析揭示了罗氏菌属未被认知的物种多样性（14个潜在新基因种），为硒污染治理和纳米生物技术提供了新的微生物资源。

　　

在微量元素硒（Se）的生态循环中，微生物扮演着关键角色。硒既是人体必需的营养元素，具有抗氧化和免疫调节功能，又是潜在的环境污染物。微生物能够通过还原、甲基化等过程转化硒形态，其中将毒性较高的硒酸盐（SeO₄^2-）和亚硒酸盐（SeO₃^2-）还原为单质硒（Se⁰）形成纳米颗粒（SeNPs）的过程尤为重要，这不仅能降低环境毒性，还具有纳米材料应用价值。然而，目前对罗氏菌属（Rossellomorea）这类广泛分布于海洋和土壤环境的细菌，其硒代谢能力和分类学多样性认知仍存在显著空白。

针对这一问题，宜春学院与河海大学的研究团队在《BMC Microbiology》发表研究，从江西宜春富硒区（土壤硒含量3.13 mg/kg）的胜红蓟（Ageratum conyzoides）根际土壤中分离到一株革兰氏阳性菌YC4-1^T。通过整合16S rRNA基因测序、全基因组测序（Illumina HiSeq X平台）、电子显微镜观察（SEM/TEM）、化学分类学分析（脂肪酸、呼吸醌和极性脂质检测）以及生理生化实验（API 50CH和BIOLOG系统），结合比较基因组学工具（EasyCGTree、Jspecies和GGDC），系统研究了该菌株的分类地位和硒代谢特征。

主要研究结果
1. 系统发育分析
基于bac120基因集的系统发育树显示，YC4-1^T与罗氏菌属模式菌株形成独立分支，其与最近亲缘种R. arthrocnemi EAR8^T的ANI值仅81.74%，dDDH值25.2%，均低于物种界定阈值（95% ANI和70% dDDH）。值得注意的是，研究还发现14个未分类菌株与YC4-1^T的16S rRNA相似性>98.7%，但基因组差异显著，提示传统16S rRNA方法会低估该属多样性。

2. 形态与生理特征
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T的电子显微镜图像：A扫描电镜显示杆状细胞形态；B透射电镜显示鞭毛结构（红色箭头）'>
该菌为需氧、运动性杆状菌（1.3-1.6×0.4-0.5 μm），最适生长条件为pH 7.0-8.0、28-37℃和0.5-3% NaCl。化学分类显示其主要脂肪酸为anteiso-C_15:0（29.0%）和iso-C_15:0（17.7%），呼吸醌为MK-7，极性脂质含二磷脂酰甘油（DPG）和磷脂酰乙醇胺（PE）等。

3. 硒耐受与转化能力
菌株在含5000 mg/L Na₂SeO₃的培养基中仍可生长，并随硒浓度升高产生从黄色到红色的SeNPs（图4）。基因组分析发现其携带硒代谢关键基因（如硫氧还蛋白还原酶trxB/TRR和硫酸腺苷转移酶sat/met3），这些基因可能参与SeO₃^2-还原为Se⁰的过程。

4. 基因组功能注释
4.69 Mb基因组（GC含量41.5%）预测到4581个蛋白编码基因，包括66个完整代谢模块。值得注意的是，其含有类胡萝卜素合成基因簇（crtOPQMN）和完整的甲醛同化通路（M00345），暗示生态适应性广泛。

结论与意义
本研究通过多相分类学方法确立了Rossellomorea yichunensis sp. nov.的新种地位（模式菌株YC4-1^T=GDMCC 1.3541^T），其基因组特征和硒转化能力拓展了对罗氏菌属功能多样性的认知。发现的高硒耐受性（相当于30 mM Se⁴⁺）和SeNPs合成能力，为硒污染生物修复和纳米材料开发提供了新菌种资源。此外，研究揭示的14个潜在新基因种提示该属存在大量未开发多样性，未来需结合基因组学改进分类框架。这项成果不仅丰富了原核生物资源库，也为微生物介导的硒循环机制研究提供了重要案例。