印度Tattapani热泉沉积物宏基因组多样性特征及嗜热菌在农业废弃物分解中的应用研究

本研究针对印度Tattapani热泉未充分开发的微生物资源，通过宏基因组分析和培养依赖技术，揭示了以变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）为主的细菌多样性，并筛选出产胞外酶（如淀粉酶、木聚糖酶）的嗜热菌株Bacillus flexus AMB-T-5W/6S，证实其在稻麦秸秆降解中的高效性，为农业废弃物处理及工业酶开发提供新策略。

　　

热泉作为地球上的极端环境，孕育着大量适应高温的微生物资源，尤其在工业酶开发和废弃物处理领域潜力巨大。然而，印度Chhattisgarh邦的Tattapani热泉虽地处 Gondwana煤田边缘，其微生物多样性却长期未被系统研究。此前该地区仅报道过耐热纤维素酶产生菌，但更广泛的微生物群落结构及功能仍属空白。与此同时，农业废弃物处理面临效率低、污染风险高等挑战，亟需挖掘高效分解菌种。

为填补这一空白，来自印度微生物技术研究所（IMTECH）等机构的研究人员开展了Tattapani热泉沉积物的宏基因组分析，结合传统培养技术，成功分离出具有多重酶活性的嗜热菌株。研究论文发表于《Ecological Genetics and Genomics》，首次揭示了该热泉以Azospirillum为优势属的微生物群落特征，并验证了Bacillus flexus菌株在秸秆降解中的实际应用价值。

研究采用宏基因组测序（OTUs聚类分析）和培养依赖法（选择性培养基筛选）双轨策略。沉积物样本（62°C，pH 8.5）经16S rRNA基因测序鉴定菌株，并通过FTIR（傅里叶变换红外光谱）分析降解产物。农业废弃物降解实验设置不同时间点监测生长参数。

研究结果
Sampling Site
样本采集自Tattapani主池区（23.41°N，83.39°E），灰色黑色沉积物中检出81%细菌OTUs，其中36%为Proteobacteria，13%为Firmicutes。

Metagenomic analysis
51,142个OTUs中，Azospirillum占比最高，另有19%未分类微生物暗示新物种潜力。

菌株特性
分离株AMB-T-5W/6S经16S rRNA鉴定为Bacillus flexus，能同时分泌淀粉酶（amylase）、纤维素酶（cellulase）等5类酶，在玉米秸秆降解实验中表现最优。

讨论与意义
该研究首次系统解析了Tattapani热泉的微生物组成，其高比例未分类OTUs为发现新基因资源提供线索。实验证实嗜热菌酶系在高温下降解效率显著，尤其Bacillus flexus菌株的多酶协同作用可加速堆肥进程。研究不仅拓展了对印度地热微生物的认识，更为农业废弃物绿色处理提供了高效菌种储备，其耐热酶在食品加工、生物燃料等领域具产业化前景。需进一步优化菌群接种策略以解决与土著微生物的竞争问题。