盐硫杆菌科 (Halothiobacillaceae)与盐硫杆菌属 (Halothiobacillus)的物种特征与分类

科 III. 盐硫杆菌科 (Halothiobacillaceae)

一、简介

细胞为杆状，借极生鞭毛运动，含有泛醌 Q-8，为专性需氧型化能无机营养菌。革兰氏阴性，属于γ-变形菌纲，具有耐盐性兼嗜盐性，且为专性化能无机自养菌。其好氧化能自养生长依赖于氧化无机硫化合物或元素硫，并通过卡尔文-本森还原磷酸戊糖循环固定二氧化碳。在自然界中，盐硫杆菌科的成员分布于海水、海洋淤泥、淡水、盐湖和热液喷口等环境中。

其DNA的G+C含量为56–58 mol%。

模式属： Halothiobacillus（盐硫杆菌属） Kelly and Wood 2000, 515 emend. Sievert, Heidorn and Kuever 2000, 1235。

二、分类学评述

盐硫杆菌科是新建立的一个科，目前仅包含盐硫杆菌属一个属，因此该科的特征即为该属章节中所描述的特征。

目前有效发表的四个物种在生理和形态上相似，但其DNA的G+C含量差异相对较大。它们独特的生理特性和生化需求使其与其他所有物种区分开来。对全部四个物种的近乎完整的16S核糖体RNA基因序列分析表明，它们形成了一个单一的系统发育簇。

使用BLASTN和BLAST2对它们的16S rRNA基因序列进行配对比较显示：模式物种那不勒斯盐硫杆菌与其他三个物种的相似度为91.0%至92.9%；凯氏盐硫杆菌与嗜盐盐硫杆菌和热液盐硫杆菌的相似度均为93.4%；而嗜盐盐硫杆菌与热液盐硫杆菌的相似度高达98.6%。作为对比，Allochromatium vinosum ATCC 17899的16S rRNA基因与H. neapolitanus和H. halophilus的相似度分别仅为86.7%和88.0%。通过16S rRNA基因测序，已鉴定出盐硫杆菌属的其他几个菌株，预计在适当的时候将有更多新物种被定义并有效发表。

属 I. 盐硫杆菌属 (Halothiobacillus)

该属细菌为专性化能无机自养的革兰氏阴性杆菌，大小0.3–0.6 × 1.0–2.5 µm，单个或成对出现。其生长所需能量来源于氧化还原性无机硫化合物（包括硫代硫酸盐、连四硫酸盐、连三硫酸盐、硫和硫化物，但不能氧化硫氰酸盐），且无法氧化亚铁。能耐高浓度溶质（例如，4 M NaCl；0.25 M 硫代硫酸钠），部分菌株表现为中度嗜盐，需要NaCl（最适浓度0.4–1.0 M NaCl）。最适生长温度30–42°C，最适pH 6.5–8.0。在还原性硫化合物上生长时，环境pH从中性降至2.5–3.0。含有泛醌Q-8。属于γ-变形菌纲。

其DNA的G+C含量为56–67 mol%。

模式种： 那不勒斯盐硫杆菌 (Halothiobacillus neapolitanus) (Parker 1957) Kelly and Wood 2000, 515 (= Thiobacillus neapolitanus Parker 1957, 86.)

三、补充描述信息

建立此属的目的是为了容纳先前被描述为 Thiobacillus（硫杆菌属）、具有嗜中性、专性化能无机自养且嗜盐或耐盐的物种。目前承认的四个盐硫杆菌属物种的特征见表1。关于氧化硫、化能无机自养的革兰氏阴性杆状细菌各属的性状、分类学与鉴别特征，已汇总于本手册第二卷C部分关于Thiobacillus属章节的表格与图中。

表1. 盐硫杆菌属各物种基本特征

注释：

“+” 表示具有该特性；

“nd” 表示未检测（not determined）；

“–” 表示不具备该特性。

四、盐硫杆菌属物种鉴别

关于盐硫杆菌属各物种的性状、相似性及鉴别特征，已在其他文献中予以详尽论述。

五、盐硫杆菌属物种列表

1. 那不勒斯盐硫杆菌 (Halothiobacillus neapolitanus)

词源： Ne.a.po.li.tá.nus. 拉丁语形容词，意为“那不勒斯的”；指该物种可能于1902年由Nathansohn首次从那不勒斯的海水中分离得到。

描述：小型杆状，0.3–0.5 × 1.0–1.5 µm。借单根极生鞭毛运动。在硫代硫酸盐琼脂上，菌落小（1–2 mm），圆形、凸起、有光泽，因沉积硫而呈淡黄白色。老培养物菌落中心变为粉红色。在静态液体硫代硫酸盐培养基中，可能积累硫和多聚硫酸盐，培养基因形成硫薄膜而均匀浑浊。通气培养可能短暂积累连四硫酸盐和连三硫酸盐，pH值降至2.8–3.3。恒化器培养不积累中间产物，并将硫代硫酸盐定量转化为硫酸盐。该菌氧化硫、硫化物、硫代硫酸盐、连四硫酸盐和连三硫酸盐，但不氧化硫氰酸盐；利用铵盐或硝酸盐作为氮源。专性化能无机自养。严格好氧。最适生长温度：28–32°C；生长范围：8–39°C。最适生长pH：6.5–6.9；生长pH范围：4.5–8.5。分离自海水、运河水和腐蚀的混凝土中。常见于海洋淤泥和海水。推测广泛分布于淡水、土壤和海洋环境。属于γ-变形菌纲。

DNA的G+C含量（mol%）： 56 (Bd)。

模式菌株： ATCC 23641, DSM 15147, NCIB 8539。

GenBank登录号（16S rRNA）： AF173169。

2. 嗜盐盐硫杆菌 (Halothiobacillus halophilus)

词源： ha.lo.phí.lus. 希腊语名词 hals 盐；希腊语形容词 philos 喜爱；现代拉丁语形容词 halophilus 嗜盐的。

描述： 细胞为革兰氏阴性小杆状。专性嗜盐，最适生长需1 M NaCl，最高耐受4 M NaCl。专性化能无机自养；好氧生长，可利用硫代硫酸盐、连四硫酸盐或硫；将pH降至5.5–6。也氧化硫化物、连三硫酸盐和连六硫酸盐。在硫代硫酸盐琼脂上，菌落小（1–3 mm），圆形、不透明、光滑、凸起，因沉积硫而变为黄/白色。最适生长温度30–32°C，最适生长pH 7.0–7.3。硝酸盐被还原为亚硝酸盐，但无法在硫代硫酸盐上进行厌氧生长。含泛醌Q-8。分离自西澳大利亚小麦产区的盐湖。属于γ-变形菌纲。

DNA的G+C含量（mol%）： 64.2 (HPLC)。

模式菌株： DSM 6132, ATCC 49870。

GenBank登录号（16S rRNA）： U58020。

3. 热液盐硫杆菌 (Halothiobacillus hydrothermalis)

词源： hy.dro.ther.má.lis. 现代拉丁语形容词 hydrothermalis，指位于北斐济盆地的一处热液喷口。

描述： 细胞为革兰氏阴性、能运动、不形成芽孢的短杆状，0.5 × 1.0 µm。专性化能无机营养，通过氧化硫代硫酸盐、连四硫酸盐、硫化物或硫进行生长。将硫代硫酸盐培养基的pH降至4.8，且不形成连四硫酸盐。生长范围：pH 6–9，温度11–45°C，NaCl浓度0–2 M；在pH 5或9.5，或温度8°C或50°C时不生长。最适pH 7.5–8，最适温度35–40°C；最适盐度0.43 M NaCl，耐受2 M NaCl。含泛醌Q-8。分离自北斐济盆地裂谷系统活动热液喷口2公里深处的样品。属于γ-变形菌纲。

DNA的G+C含量（mol%）： 67.1–67.4 (Tm, Bd, HPLC)。

模式菌株： ATCC 51453, DSM 7121。

GenBank登录号（16S rRNA）： M90662。

4. 凯氏盐硫杆菌 (Halothiobacillus kellyi)

词源： kel‘ly.i. 现代拉丁语属格名词 kellyi，属于凯利；以英国微生物学家Donovan P. Kelly的名字命名，他在硫氧化细菌及其生理学研究方面做出了重要贡献。

描述： 细胞为革兰氏阴性、能运动的杆状（0.4–0.6 × 1.2–2.5 µm）。该菌严格好氧，能自养生长于硫代硫酸盐、连四硫酸盐、硫和硫化物上，但不能利用硫氰酸盐。无异养生长能力。以硫代硫酸盐为主要能源时，会短暂形成硫。在还原性硫化合物上生长时，pH从中性降至约2.8。硫代硫酸盐被完全氧化为硫酸盐。在硫代硫酸盐上自养生长的pH范围为3.5–8.5，温度范围为35–49°C；最适生长在pH 6.5、温度37–42°C。最适生长NaCl浓度为0.4–0.5 M；可在0–2 M NaCl浓度范围内生长。硝酸盐不能作为末端电子受体。模式菌株Milos-BIII1在硫代硫酸盐上的平均最大比生长速率为0.45 h-1。在硫代硫酸盐琼脂上，细胞形成白色至淡黄色、光滑、边缘整齐的菌落（在1.2% w/v琼脂上直径为1–4 mm），菌落内有硫沉积并产酸。呼吸链中含泛醌Q-8。经16S rRNA基因序列分析确定，凯氏盐硫杆菌属于γ-变形菌纲，且与盐硫杆菌属其他成员亲缘关系最近。模式菌株Milos-BIII1分离自一处海洋浅水热液喷口系统，保藏于DSM。

DNA的G+C含量（mol%）： 62 (HPLC)。

模式菌株： Milos-BIII, DSM 13162。

GenBank登录号（16S rRNA）： AF170419。

参考文献

1.Kelly, D.P., E. Stackebrandt, J. Burghardt and A.P. Wood. 1998. Confirmation that Thiobacillus halophilus and Thiobacillus hydrothermalis are distinct species within the gamma-sublass of the Proteobacteria. Arch.Microbiol. 170: 138–140.

2.Kelly, D.P. and A.P. Wood. 2000. Reclassification of some species of Thiobacillus to the newly designated genera Acidithiobacillus gen. nov., Halothiobacillus gen. nov. and Thermithiobacillus gen. nov. Int. J. Syst. Evol.Microbiol. 50: 511–516.

3.Sievert, S.M., T. Heidorn and J. Kuever. 2000. Halothiobacillus kellyi sp.nov., a mesophilic, obligately chemolithoautotrophic, sulfur-oxidizing bacterium isolated from a shallow-water hydrothermal vent in the Aegean Sea, and emended description of the genus Halothiobacillus.Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 50: 1229–1237.

# 翻译自：Bergeys Manual of Systematic Bacteriology (Garrity, Berner, Creig) . Volume Two：The Proteobacteria Part B The Gammaproteobacteria.（Order I. Chromatiales）

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更新日期：2025-12-12

编制人：思琪

审稿人：小藻