ไนโตรโซสเฟอร่า
| ไนโตรโซสเฟอร่า | |
|---|---|
| การจำแนกทางวิทยาศาสตร์ | |
| โดเมน: | อาร์เคีย |
| อาณาจักร: | เทอร์โมโปรตีเอติ |
| ไฟลัม: | เทอร์โมโปรทีโอตา |
| ระดับ: | ไนโตรโซสเฟียเรีย |
| คำสั่ง: | Nitrososphaerales Stieglmeier และคณะ 2014 |
| ตระกูล: | Nitrososphaeraceae Stieglmeier และคณะ 2014 |
| ประเภท: | Nitrososphaera Stieglmeier และคณะ 2014 |
| ชนิดต้นแบบ | |
| Nitrososphaera viennensis สตีเกิลไมเออร์และคณะ 2014 | |
| สายพันธุ์ | |
| |
| คำพ้องความหมาย | |
| |
Nitrososphaeraเป็นสกุลของ Crenarchaeota ที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียซึ่งชอบอุณหภูมิปานกลาง [ 1 ] [ 2 ] สิ่ง มีชีวิต Nitrososphaeraตัวแรกถูกค้นพบในดินสวนที่มหาวิทยาลัยเวียนนา ซึ่งนำไปสู่การจัดหมวดหมู่เป็นสกุล วงศ์ อันดับ และชั้นใหม่ของ Archaea [ 3 ]สกุลนี้ประกอบด้วยสามชนิดที่แตกต่างกัน ได้แก่ N. viennensis , Ca. N. gargensisและ Ca N. evergladensis [ 1 ] Nitrososphaeraเป็นเคโมลิโทออโตโทรฟและมีบทบาททางชีวธรณีเคมีที่สำคัญในฐานะสิ่งมีชีวิตที่สร้างไนไตรต์ [ 4 ]
วิวัฒนาการ
สกุลNitrososphaeraประกอบด้วยอาร์เคียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียกลุ่มแรกๆ ที่ถูกค้นพบ ( N. viennensis)มีเพียงสามชนิดที่แตกต่างกันของสกุลนี้เท่านั้นที่ได้รับการระบุ ทั้งCa. N. gargensisและCa N. Evergladensis เป็นที่รู้จักกันในชื่อCandidatusซึ่งถูกค้นพบและวิเคราะห์แล้ว แต่ยังไม่ได้รับการศึกษาในวัฒนธรรม บริสุทธิ์ ในห้องปฏิบัติการ อนุกรมวิธานที่ยอมรับในปัจจุบันนั้นอิงตามรายการชื่อโปรคาริโอตที่มีสถานะในระบบการตั้งชื่อ (LPSN) [ 2 ]และNational Center for Biotechnology Information (NCBI) แผนภูมิวิวัฒนาการนำมาจาก GTDB รุ่น 07-RS207 (8 เมษายน 2022)
| ไนโตรโซสเฟอร่า |
| ||||||||||||
โครงสร้างจีโนม
ยีน16S rRNAของNitrososphaera sp. ทั้งหมด เกือบจะเหมือนกัน เนื่องจากอยู่ใกล้เคียงกันในแผนภูมิวิวัฒนาการN. viennensisมีความแตกต่างจากCa. N. gargensis เพียง 3% ในขณะที่Ca. N evergladensis มีความคล้ายคลึงกับ Ca. N. gargensisถึง 97% ในยีน 16S rRNA [ 5 ] Nitrososphaera sp.ใช้ ยีน แอมโมเนียโมโนออกซิเจเนส ( amo A) เพื่อออกซิไดซ์แอมโมเนียมให้เป็นไนไตรต์[ 6 ]
สัณฐานวิทยา
ทั้งสามชนิดมีจีนสำหรับยูรีเอสยูเรียและแอมโมเนีย[ 6 ] Nitrososphaera มีเยื่อหุ้มเซลล์ที่ประกอบด้วยcrenarchaeol ไอโซเมอร์ของมันและกลีเซอรอลไดอัลคิลกลีเซอรอลเตตระอีเทอร์ (GDGT) ซึ่งทั้งหมดนี้ใช้ในการระบุอาร์เคียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนีย[ 7 ] N. viennensisมีเส้นผ่านศูนย์กลางเซลล์ 0.6–0.9 μm และเป็นโคคัส ทรงกลมที่ไม่สม่ำเสมอ [ 1 ] [ 6 ] Ca. N. gargensisไม่ก่อโรคมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.9 ± 0.3 μm และเป็นโคคัสขนาดค่อนข้างเล็ก[ 8 ] Ca. N evergladensisยังไม่ได้รับการวิเคราะห์และอธิบายลักษณะทางสัณฐานวิทยาอย่างถูกต้อง
แหล่งที่อยู่อาศัย
อาร์เคียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียพบได้ในสภาพแวดล้อมและแหล่งที่อยู่อาศัยต่างๆ ทั่วโลกN. viennensisถูกค้นพบครั้งแรกในดินสวน[ 3 ]สภาวะการเจริญเติบโตที่เหมาะสมคือ 35 °C - 42 °C และ pH 7.5 [ 1 ] Ca. N. gargensisพบในน้ำพุร้อนและพบได้ทั่วไปในแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีโลหะหนัก โดยมีอุณหภูมิการเจริญเติบโตประมาณ 46 °C [ 9 ] Ca. N evergladensisถูกค้นพบครั้งแรกในพื้นที่ชื้นของเอเวอร์เกลดส์ในฟลอริดา ญาติอื่นๆ ของNitrososphaera sp.ยังถูกตรวจพบในหนองน้ำ แผ่นจุลินทรีย์ ตะกอนน้ำจืด ตะกอนทะเลลึก และบริเวณที่มีแหล่งไนโตรเจนและแอมโมเนียสูง เพื่อให้กระบวนการออกซิเดชันของไขมันและสารอาหารเกิดขึ้นได้อย่างเหมาะสมสำหรับการอยู่รอดของจุลินทรีย์เหล่านี้[ 4 ]
กระบวนการไนตริฟิเคชันและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

การค้นพบNitrososphaeraที่สามารถออกซิไดซ์แอมโมเนียได้แสดงให้เห็นว่าทั้งอาร์เคียและแบคทีเรียสามารถออกซิไดซ์แอมโมเนีย ได้[ 10 ] อาร์เคียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียได้นั้นเทียบได้กับแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียได้ [ 2 ] จนกระทั่งการค้นพบและการวิเคราะห์เมื่อไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีเพียงแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียเท่านั้นที่สามารถออกซิไดซ์แอมโมเนียในดินได้ อย่างไรก็ตาม อาร์เคียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียและแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียทำงานร่วมกันในวัฏจักรไนโตรเจน อาร์เคียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนีย รวมถึงNitrososphaeraมีอยู่มากมายในดินที่อบอุ่นและชื้น พร้อมกับแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนีย จุลินทรีย์ทั้งสองชนิดมีบทบาทสำคัญในการไนตริฟิเคชันของดิน[ 1 ] [ 2 ]
Nitrososphaeraใช้แอมโมเนียจากสิ่งแวดล้อมเพื่อสร้างATPโดยการออกซิไดซ์แอมโมเนีย (NH3 ให้เป็นไนไตรต์ (NO2− [ 11 ] การออกซิเดชันของแอมโมเนียทำให้เกิดการแยกตัวของสารประกอบทางเคมีอื่นๆ ซึ่งให้สารอาหารที่สำคัญต่อการอยู่รอดของพืช[ 1 ] หนึ่งในสารประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้นจากวัฏจักรไนโตรเจนคือไนตรัสออกไซด์ (N2O ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจก[ 4 ] [ 6 ]ไนตรัสออกไซด์มีประสิทธิภาพการแผ่รังสีสูงกว่า CO2 ถึง 216 เท่า12 ] อา ร์เคียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียเหล่านี้เป็นองค์ประกอบสำคัญในดิน ซึ่งปล่อยไนตรัสออกไซด์ ในบรรยากาศของโลกมากกว่า 65% [ 13 ]
อ่านเพิ่มเติม
- Zhalnina KV, Dias R, Leonard MT, Dorr de Quadros P, Camargo FA, Drew JC และคณะ (7 กรกฎาคม 2557) "ลำดับจีโนมของ Candidatus Nitrososphaera evergladensis จากกลุ่ม I.1b ที่เพิ่มจำนวนจากดิน Everglades เผยให้เห็นลักษณะทางจีโนมใหม่ของอาร์เคี ย ที่ ออกซิไดซ์แอมโมเนีย" PLOS ONE 9 ( 7) e101648 Bibcode : 2014PLoSO...9j1648Z doi : 10.1371 / journal.pone.0101648 PMC 4084955 PMID 24999826
- Zhalnina K, de Quadros PD, Gano KA, Davis-Richardson A, Fagen JR, Brown CT และคณะ (1 พฤษภาคม 2013). "Ca. Nitrososphaera และ Bradyrhizobium มีความสัมพันธ์ผกผันและเกี่ยวข้องกับการปฏิบัติทางการเกษตรในการ ทดลองภาคสนามระยะยาว" Frontiers in Microbiology . 4 : 104. doi : 10.3389/fmicb.2013.00104 . PMC 3640186. PMID 23641242 .