Desulfohalotomaculum halophilum ist eine Bakterienart. Die Art ist halophil ("salzliebend"), sie toleriert Salzgehalte von bis zu 14 %. Sie wurde aus einer Erdölförderanlage isoliert. Bei der Erstbeschreibung wurde sie zu der Gattung Desulfotomaculum als Desulfotomaculum halophilum gestellt.

Merkmale Die Zellen von Desulfohalotomaculum halophilum sind gekrümmte Stäbchen. Sie zeigen einen Durchmesser von 0,5 μm und eine Länge von 3,0–6,0 μm. Die Gram-Färbung verläuft negativ, jedoch zeigte die Elektronenmikroskopie eine typisch grampositive Zellwandstruktur. Bakterien, bei denen der Gram-Test positiv ausfällt, besitzen eine der äußeren, die Zelle umschließende Membran eine aufgelagerte, relativ dicke Mureinschicht, die aus mehreren Schichten von Pepitdoglycan besteht. Es werden ovale Sporen gebildet, die sich terminal an den Zellen befinden. Die Beweglichkeit erfolgt durch ein polares Flagellum.

Stoffwechsel und Wachstum mini|Sulfation Der Stoffwechsel von Desulfohalotomaculum halophilum ist strikt anaerob, das Bakterium toleriert keinen Sauerstoff. Der Stoffwechsel ist entweder die Sulfatatmung (Desulfurikation) oder, wenn keine Schwefelverbindungen vorhanden sind, die Gärung. Sulfat, Sulfit und Thiosulfat dienen als Elektronenakzeptoren und werden zu Sulfid reduziert. Chemolithoheterotrophes Wachstum mit Wasserstoff (H2) und Kohlendioxid (CO2) ist mit Hefeextrakt möglich. Bei chemolithoheterotrophen Wachstum handelt es sich um einen gemischten Stoffwechselmodus, bei dem das heterotrophe Wachstum durch Energie gesteigert wird, die bei der Oxidation eines anorganischen Elektronendonators ("Eletonenspender"), wie beispielsweise Wasserstoff, gewonnen wird. Wasserstoff wird hierbei gespalten, also als Elektronendonor genutzt. Die Elektronen werden auf Sulfat übertragen und Sulfat wird hiermit zu Sulfid bzw. Schwefelwasserstoff reduziert. Für den Aufbau von Zellmaterial benötigt Desulfohalotomaculum halophilum noch Hefeextrakt, CO2 wird hierzu nicht genutzt, der Stoffwechsel ist also chemolithoheterotroph.

D. halophilum nutzt H2, einige organische Säuren (wie Lactat und Pyruvat) und Alkohole (Ethanol und n-Butanol) in Gegenwart von Sulfat. Aminosäuren, Kohlenhydrate, Fettsäuren und Rohöl fördern das Wachstum von D. halophilum unter sulfatreduzierenden Bedingungen nicht. Die Zugabe von Hefeextrakt ist für das Wachstum erforderlich.

Das Wachstum von D. halophilum erfolgt bei 30 bis 40 °C mit einem Optimum bei 35 °C und in einem pH-Bereich von 6,9 bis 8,0 mit einem Optimum bei 7,3. Sie tolerieren also mittlere Temperaturen (mesophil) und mittlere pH-Werte (neutrophil).

Das Wachstum erfolgt in einem Natriumchlorid-Konzentrationsbereich von 1–14 % mit einem Optimum bei 6 %, es ist also halophil ("salzliebend").

Es folgt eine Tabelle mit einigen Merkmalen: Desulfohalotomaculum halophilumMorphologieGebogenes StäbchenZellgröße (μm)0,5 × 3–6Motilität +G + C-Gehalt (mol%)56.3 (LC)HauptmenachinonNrOptimaler pH-Wert7.3Optimale Temperatur (°C)35Optimale NaCl-Konzentration (g l −1 )40–60WachstumsfaktorbedarfHefeextraktOxidation des SubstratsUnvollständigVerwendete ElektronendonatorenH₂ / CO₂WaFormiat +bAcetat +cFettsäuren−Ethanol +Andere Alkoholikan-ButanolLaktat +Pyruvat +Fumarat−Succinat−MalatWAndere−Fermentatives WachstumPyruvat (schwaches Wachstum)Disproportionierung reduzierter SchwefelverbindungenNrVerwendeter Elektronenakzeptor:Sulfat +Sulfit +Thiosulfat +Schwefel−Andere−

Symbole: +, positiv; −, negativ; W, schwach; Nr, nicht angegeben; LC, „liquid chromatography“ (Flüssigchromatographie). a In Gegenwart von Hefeextrakt (1 g l−1). b In Gegenwart von Acetat. c Zusammen mit Formiat

Ökologie Desulfohalotomaculum halophilum wurde aus einem Grundwasser-Öl-Gemisch einer französischen Erdölförderanlage im Pariser Becken isoliert. Das Formationswasser wies eine Gesamtsalinität von 70 g/l (mit 55 g/l NaCl ) auf. Zum Vergleich: Im Meerwasser sind es 35 g/l, Desulfohalotomaculum scheint also an Umgebungen mit hohen Salzkonzentrationen angepasst zu sein (halophil). Sie tolerieren nur mittlere Temperaturen und mittlere pH-Werte.

Während viele Stämme schwefeloxidierender Bakterien aus salzhaltigen Umgebungen isoliert wurden, sind vergleichsweise wenige schwefelreduzierende Stämme, die erhöhte Salzwerte tolerieren, beschrieben worden. Arten wie Desulfonatronospira thiodismutans und Desulfohalobium retbaense noch langsames Wachstum bei NaCl-Konzentrationen von über 20 %. Die Art Desulfohalophilus alkaliarsenatis gilt als extrem halophiles sulfatreduzierendes Bakterium, da es optimal bei 20 % Salz wächst. Einige der SRB-Isolate sind polyextremophil und zeigen die Fähigkeit, sowohl in salzhaltigen als auch in alkalischen Umgebungen optimal zu wachsen. Zu den SRB-Stämmen mit hoher Salztoleranz und alkaliphiler Eigenschaften gehören Desulfonatronovibrio hydrogenovorans, Desulfofalx alkaliphila und Arten von Desulfonatronum (D. lacustre, D. tiodismutans, D. cooperativum).

Systematik Die Art wurde im Jahr 1998 von C. Tardy-Jacquenod und Kollegen als Desulfotomaculum halophilum zuerst beschrieben.

Basierend auf der 16S-rRNA-Gensequenzanalyse wurde die Art später dem Desulfotomaculum-Subcluster If zugeordnet. Hier waren neben Desulfotomaculum halophilium noch drei weitere Arten enthalten: Desulfotomaculum peckii, D. alkaliphilum und D. tongense.

Vergleichende 16S-rRNA-Sequenzanalysen und Gene wie GyrB-, RpoB- und RecA zeigten, dass Mitglieder des Desulfotomaculum-Subclusters If nicht in die Gattung Desulfotomaculum eingeordnet werden sollten. Daher wurde die Gattung Desulfohalotomaculum vorgeschlagen, um sie aufzunehmen. Die Ähnlichkeiten der 16S-rRNA-Gensequenzen zwischen den vier Arten dieser Gattung waren jedoch äußerst gering (93,4–89,9 %), die verglichene Länge betrug 1195 Basenpaare. Die genomische Taxonomie ergab, dass jede der 2018 vorgeschlagenen Desulfohalotomaculum-Arten in eine eigenständige Gattung eingeordnet werden sollte. Letztendlich blieb nur noch die Art Desulfohalotomaculum halophilum bestehen. Die Art Desulfotomaculum tongense wird nun als Desulforadius tongensis, Desulfotomaculum alkaliphilum als Desulfofalx alkaliphila und Desulfotomaculum peckii als Desulfovectis peckii geführt.

Der nächste kultivierte Verwandte von D. halophilum ist Desulfotomaculum sp. Lac2 (mit einer Ähnlichkeit von 99,2 % der 16S-rRNA).NCBI Desulfotomaculum sp. Lac2 ist noch nicht vollständig charakterisiert, seine Zuordnung zur Gattung Desulfohalotomaculum basiert u. a. auf den 16S-rRNA-Phylogenien. Darüber hinaus ist er in keiner Stammsammlung verfügbar und hat noch keinen gültigen Namen. Dieser Stamm wuchs nicht in Medien mit 19 % NaCl, wohl aber bei 10 %. Er wurde aus einer anoxischen Anreicherungskultur bei 10 % Salzgehalt aus Sediment mit 27 % Salzgehalt des Großen Salzsees in Utah isoliert.

Einzelnachweise

Kategorie:Clostridiales (Ordnung) Kategorie:Clostridiales

Weblinks LPSN - Desulfohalotomaculum NCBI