Haladaptatus marinus 新种、Haladaptatus rarus 新种、Haladaptatus ordinarius 新种以及 Halomicrococcus pelagicus 新种，这些均为来自不同沿海潮间带的嗜盐古菌

《Systematic and Applied Microbiology》：Haladaptatus marinus sp. nov., Haladaptatus rarus sp. nov., Haladaptatus ordinarius sp. nov., and Halomicrococcus pelagicus sp. nov., halophilic archaea from diverse coastal tidal flats

从中国四个潮间带样本分离出六株嗜盐古菌，通过多组学分析确认其中四株为新种属Haladaptatus，二株为新种属Halomicrococcus，并揭示了其表型特征和极性脂类组成。

　　

Xin-Ru Zhang | Jing Hou | Zhen Rong | Yue-Hong Wu | Heng-Lin Cui

江苏大学食品与生物工程学院，镇江212013，中华人民共和国

摘要

从中国不同的沿海地区分离出了六株新的嗜盐古菌菌株：DFWS20^T、NG-SE-30^T、NG-WS-4^T、HHT-WS-8、NG-SE-24^T和SG-WS-1。宏基因组和扩增子分析显示，这些样本中古菌的丰度非常低。根据16S rRNA和rpoB’基因的系统发育分析，菌株DFWS20^T、NG-SE-30^T、NG-WS-4^T和HHT-WS-8与现有的Haladaptatus属物种聚类，而菌株NG-SE-24^T和SG-WS-1则与Halomicrococcus属物种聚类。DFWS20^T、NG-SE-30^T、NG-WS-4^T、HHT-WS-8与Haladaptatus属物种之间的整体基因组相关指数（OGRIs）、平均核苷酸同一性（ANI）、数字DNA-DNA杂交（dDDH）和平均氨基酸同一性（AAI）值分别为77.0–83.1%、20.8–30.1%和74.7–84.8%；而NG-SE-24^T、SG-WS-1与Halomicrococcus属物种之间的相应数值分别为79.6–94.9%、26.0–63.9%和76.5–94.1%。这些数值低于物种分类的阈值。相比之下，NG-WS-4^T与HHT-WS-8以及NG-SE-24^T与SG-WS-1之间的OGRIs高于物种分类的阈值。在这些菌株及其所属属的现有物种中，发现了多种不同的表型特征，如营养需求、生化活性和抗生素敏感性。Haladaptatus属和Halomicrococcus属中主要的代谢途径与碳水化合物代谢和氨基酸代谢相关。根据16S rRNA基因的自然栖息地分析，这些菌株的主要栖息地包括水生环境、土壤、沉积物、植物和海洋环境。DFWS20^T、NG-SE-30^T、NG-WS-4^T和HHT-WS-8的主要极性脂质为磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰甘油磷酸甲酯（PGP-Me）、磷脂酰甘油硫酸酯（PGS）和硫酸化甘露糖基葡萄糖二醚（S-DGD-1）；而NG-SE-24^T和SG-WS-1的主要极性脂质为PG、PGP-Me、S-DGD-1和半乳糖基甘露糖基葡萄糖二醚（TGD-2）。基于这些多相分类结果，DFWS20^T、NG-SE-30^T、NG-WS-4^T和HHT-WS-8代表Haladaptatus属的三个新物种，而NG-SE-24^T和SG-WS-1代表Halomicrococcus属的一个新物种。

引言

嗜盐古菌属于Halobacteria纲（Halobacteriota门，Archaea域），是一类依赖高盐环境生长的极端微生物，通常需要至少15%（2.5 mol/L）的盐浓度才能最佳生长（Cui和Dyall-Smith，2021）。这些古菌主要分布在盐湖、盐塘、盐沼和极咸的泻湖中（Martínez-Espinosa，2024；Oren，2024）。它们通过采用“吸盐”策略和“兼容溶质”策略等适应策略来应对渗透压应力（Oren，1999）。除了这种核心的渗透调节能力外，许多菌株还具备在极端条件下仍能运作的多种代谢功能。例如，一些嗜盐古菌菌株能够分解对大多数生物有毒的化合物（如酚类、汞、铀）（Martínez-Espinosa，2024）。它们的胞外聚合物（如胞外多糖）具有乳化活性，能够溶解疏水性有机化合物（Vandana等人，2023），并通过正切割途径降解酚类物质，因此在高盐工业废水的处理中发挥重要作用（Liu等人，2022）。因此，嗜盐古菌不仅是研究极端环境适应机制的理想模型，也为高盐度污染物的处理和绿色生物制造提供了有前景的生物资源。然而，基础研究和应用研究的进展依赖于一个健全且不断扩展的分类框架。因此，旨在发现和描述新的嗜盐古菌的分类学研究仍然至关重要。

Haladaptataceae科于2023年被提出，目前包含三个属：Haladaptatus、Halomicrococcus和Halorussus（Cui等人，2023）。Haladaptatus属和Halomicrococcus属分别于2007年和2020年首次被描述（Chen等人，2020；Savage等人，2007）。这两个属目前分别包含七个和两个已正式发表名称的物种（https://lpsn.dsmz.de/family/Haladaptataceae）。Haladaptatus属的物种细胞形态为球形，在琼脂平板上形成红色、粉色或白色的菌落，能够在广泛的温度（15–55°C）、NaCl浓度（0.8 M至饱和）和pH值（5.0–9.5）范围内生长。其主要极性脂质包括磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰甘油磷酸甲酯（PGP-Me）、磷脂酰甘油硫酸酯（PGS）和硫酸化甘露糖基葡萄糖二醚（S-DGD-1），以及一到三种未鉴定的糖脂。当前Haladaptatus属物种的基因组大小在3.93 Mbp至7.28 Mbp之间，GC含量为56.1–62.1%（Li等人，2024；Roh等人，2010；Savage等人，2007；Cui等人，2010b）。Halomicrococcus属的菌株为球形，在琼脂平板上形成淡粉色菌落，能够在广泛的温度（20–55°C）、NaCl浓度（1.4–5.1 M）和pH值（5.5–9.0）范围内生长。其主要极性脂质包括磷脂酸（PA）、PG、PGP-Me、S-DGD-1、硫酸化半乳糖基葡萄糖二醚（S-TGD-1）和半乳糖基甘露糖基葡萄糖二醚（TGD-2）。目前描述的Halomicrococcus属物种的基因组大小在3.72 Mbp至5.61 Mbp之间，GC含量为63.0–67.9%（Chen等人，2020；Hu等人，2024）。

在这项研究中，通过宏基因组和扩增子测序分析揭示了大丰潮滩、南港潮滩、红海滩和盛港潮滩沉积物样本中的嗜盐古菌多样性。基于表型特征、系统发育分析、基因组分类和比较基因组学，将菌株DFWS20^T、NG-SE-30^T、NG-WS-4^T和HHT-WS-8归类为Haladaptatus属的新物种，而菌株NG-SE-24^T和SG-WS-1归类为Halomicrococcus属的新物种。

样本收集与分离

沉积物样本使用无菌瓶子收集，并在4°C下运输到实验室（表S1）。使用现有方法分析了其物理和化学性质，包括pH值、盐度和有机物含量（Wang等人，2023）。菌株DFWS20^T于2021年从大丰潮滩（DF，120°52′18″E，33°3′38″N；海拔，?8 m；江苏）分离得到；菌株NG-SE-24^T、NG-SE-30^T和NG-WS-4^T分别从南港潮滩的沉积物（SE）和湿润土壤（WS）中分离得到（NG，117°34′52″E）

嗜盐古菌的培养

表S1显示了DF、NG-SE、NG-WS、HHT和SG沉积物样本的pH值、盐度和有机物含量。使用NHM培养基分离和培养嗜盐古菌后，从DF、NG-SE、NG-WS、HHT和SG样本中分别分离出了20、32、42、53和45株菌株。主要的属分别为Halogranum、Natrinema、Haladaptatus和Haladaptatus（表S2）。观察到嗜盐古菌的物种组成存在差异

CRediT作者贡献声明

Xin-Ru Zhang：撰写——原始草稿、方法学、研究。 Jing Hou：撰写——审稿与编辑、方法学。 Zhen Rong：方法学、正式分析。 Yue-Hong Wu：撰写——审稿与编辑、监督。 Heng-Lin Cui：撰写——审稿与编辑、监督、项目管理、资金获取。

伦理声明

本研究中没有涉及人类参与者或动物。

资金信息

本研究得到了中国国家自然科学基金（编号：32570015）和中国国家重点研发计划（编号：2024YFF0507000）的支持。

未引用的参考文献

Cui等人，2024a Cui等人，2024b Leng等人，2021 Liu等人，2022a Liu等人，2022b Posada和Crandall，2021 The Galaxy Community等人，2024 Yuan等人，2022

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究结果的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢耶路撒冷希伯来大学的Aharon Oren在命名法方面提供的宝贵建议。