原题：Diverse electron carriers drive syntrophic interactions in an
enriched anaerobic acetate-oxidizing consortium
通讯作者：Ryan M. Ziels
第一作者：Elizabeth McDaniel
第一单位：University of British Columbia
期刊：The ISME Journal
时间：2023
论文链接：10.1038/s41396-023-01448-3
文章摘要
本文研究了厌氧乙酸氧化菌群的不同电子载体对于互营相互作用的影响。研究发现，在富集生物反应器中，菌群主要由DTU068和Methanothermobacter_A组成，且在富集过程中发生了动态演替。通过对代谢路径的建模，发现DTU068_1和Methanothermobacter_2通过不同的电子载体（氢气或甲醇）进行互作。这一发现为厌氧消化过程中乙酸氧化共生菌群的互作提供了新的视角。
主要内容
图1 厌氧醋酸氧化菌群的富集
在反应器运行300天后，建立批量的微观生态系统，使用不同的稳定同位素探针（SIP）浓度进行实验，通过测量气体产量、气体组成、二氧化碳和甲烷中碳同位素比值以及含量分析来监测实验过程，并且利用蛋白质组学鉴定和量化微生物群落中参与乙酸代谢的关键蛋白。
本文使用2-13C标记的乙酸（即只有乙酸的甲基碳被13C标记）作为实验输入物，旨在通过测定实验产物中13CO2与13CH4的比例来判断乙酸的代谢途径。利用这种标记方式，研究人员能够区分乙酸通过SAO途径氧化为CO2，以及通过氢营养型甲烷生成途径还原为CH4的过程。2-13C对照组的结果表明，大部分甲基碳首先通过SAO途径氧化为CO2，然后通过氢营养型甲烷生成途径还原为CH4，这一发现支持了SAO在整个过程中占主导地位的观点。
图3 累计甲烷产量和醋酸浓度随时间的变化
图4 蛋白质累积浓度变化
5.微生物代谢途径预测
Methanothermobacter_1和Methanothermobacter_2具有相同的产甲烷的途径，区别在于它们的电子供体分别是甲酸盐和氢气。本文调查了所有的甲烷热杆菌基因组，发现所有能够以甲酸盐作为电子供体生长的物种都有fdhCAB基因簇，为生态系统中此类功能菌群的代谢基础提供了有价值的见解。
图5 SAO群落的代谢途径预测
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来源|浙江大学环境微生物课题组
推文作者|朱文龙
责任编辑|朱林
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