Methylomonas Montana sp. nov., the First Unpigmented Methanotroph of the Genus Methylomonas, Isolated from Mountain River Sediments

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Abstract

Aerobic methanotrophic bacteria of the genus Methylomonas inhabit a wide spectrum of habitats including freshwater bodies, river sediments, wetlands, rice paddies, landfill cover soils, and hydromorphic soils. Majority of the currently described species of this genus are represented by neutrophilic, motile, growing on methane rod-shaped bacteria, whose pigmentation varies from yellow to pink and red. This study reports characterization of a novel, unpigmented isolate of these bacteria, strain MW1T, which was obtained from sediments of the mountain river Khosta, Krasnodar region, Russia. Strain MW1T grew on methane and methanol within a temperature range of 8–37°C (optimum at 25–30°C) and at рН 5.5–7.5 (optimum at 6.3–7.0). The 16S rRNA gene sequence of strain MW1T displayed 95.48–98.47% similarity to those in earlier described Methylomonas. The closest taxonomically characterized phylogenetic relative of strain MW1T was M. fluvii EbBT, isolated from the river Elbe sediments. Complete genome sequence of strain MW1T was 4.6 Mb in size and contained three rRNA operons and about 4200 protein-encoding genes, including the gene cluster pmoCAB coding for membrane methane monooxygenase. Soluble methane monooxygenase was not encoded in the genome. The G+C DNA content was 52.4%. The average nucleotide identity of the genome of strain MW1T with those in earlier described representatives of the genus Methylomonas was 79.4–82.1%. We propose to classify this isolate as representing a novel species of the genus Methylomonas, M. montana sp. nov. Strain MW1T (=VKM 3737T = UQM 41536T) is the type strain of the newly proposed species.

作者简介

R. Suleimanov

Winogradsky Institute of Microbiology, Research Center of Biotechnology, Russian Academy of Sciences

Email: dedysh@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

E. Tikhonova

Winogradsky Institute of Microbiology, Research Center of Biotechnology, Russian Academy of Sciences

Email: dedysh@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

I. Oshkin

Winogradsky Institute of Microbiology, Research Center of Biotechnology, Russian Academy of Sciences

Email: dedysh@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

O. Danilova

Winogradsky Institute of Microbiology, Research Center of Biotechnology, Russian Academy of Sciences

Email: dedysh@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

S. Dedysh

Winogradsky Institute of Microbiology, Research Center of Biotechnology, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: dedysh@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

参考

  1. Гальченко В.Ф. Метанотрофные бактерии. М.: ГЕОС, 2001. 500 с.
  2. Данилова О.В., Дедыш С.Н. Численность и разнообразие метанотрофных представителей Gammaproteobacteria в северных болотных экосистемах // Микробиология. 2014. Т. 83. С. 204–214.
  3. Danilova O.V., Dedysh S.N. Abundance and diversity of methanotrophic Gammaproteobacteria in northern wetlands // Microbiology (Moscow). 2014. V. 83. P. 67–76.
  4. Auman A.J., Speake C.C., Lidstrom M.E. nifH sequences and nitrogen fixation in type I and type II methanotrophs // Appl. Environ. Microbiol. 2001. V. 67. P. 4009–4016.
  5. Auman A.J., Lidstrom M.E. Analysis of sMMO-containing type I methanotrophs in Lake Washington sediment // Environ. Microbiol. 2002. V. 4. P. 517–524.
  6. Bowman J.P., Sly L.I., Cox J.M., Hayward A.C. Methylomonas fodinarum sp. nov. and Methylomonas aurantiaca sp. nov.: two closely related type I obligate methanotrophs // Syst. Appl. Microbiol. 1990. V. 13. P. 279–287.
  7. Bowman J.P., Sly L.I., Nichols P.D., Hayward A.C. Revised taxonomy of the methanotrophs: description of Methylobacter gen. nov., emendation of Methylococcus, validation of Methylosinus and Methylocystis species, and a proposal that the family Methylococcaceae includes only the group I methanotrophs // Syst. Appl. Microbiol. 1993. V. 43. P. 735–753.
  8. Bowman J.P. Methylomonas // Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria / Eds. W.B. Whitman, F. Rainey, P. Kämpfer, M. Trujillo, J. Chun, P. DeVos, B. Hedlund and S. Dedysh. 2016. https://doi.org/10.1002/9781118960608.gbm01183.pub2
  9. Bussmann I., Horт F., Hoppert M., Klings K.-W., Saborowski A., Warnstedt J., Liebner S. Methylomonas albis sp. nov. and Methylomonas fluvii sp. nov.: two cold-adapted methanotrophs from the river Elbe and emended description of the species Methylovulum psychrotolerans // Syst. Appl. Microbiol. 2021. V. 44. Art. 126248.
  10. Chang J., Wu Q., Yan X., Wang H., Lee L.W., Liu Y., Liang P., Qiu Y., Huang X. Enhancement of nitrite reduction and enrichment of Methylomonas via conductive materials in a nitrite-dependent anaerobic methane oxidation system // Environ. Res. 2021. V. 193. Art. 110565.
  11. Chaumeil P.-A., Mussig A.J., Hugenholtz P., Parks D.H. GTDB-Tk: A Toolkit to classify genomes with the Genome Taxonomy Database // Bioinformatics. 2020. V. 36. P. 1925–1927. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btz848
  12. Chen Y., Dumont M.G., Cebron A., Murrell J.C. Identification of active methanotrophs in a landfill cover soil through detection of expression of 16S rRNA and functional genes // Environ. Microbiol. 2007. V. 9. P. 2855–2869.
  13. Danilova O.V., Kulichevskaya I.S., Rozova O.N., Detkova E.N., Bodelier P.L., Trotsenko Y.A., Dedysh S.N. Methylomonas paludis sp. nov., the first acid-tolerant member of the genus Methylomonas, from an acidic wetland // Syst. Appl. Microbiol. 2013. V. 63. P. 2282–2289.
  14. Dianou D., Ueno C., Ogiso T., Kimura M., Asakawa S. Diversity of cultivable methane-oxidizing bacteria in microsites of a rice paddy field: investigation by cultivation method and fluorescence in situ hybridization (FISH) // Microbes Environ. 2012. V. 27. P. 278–287.
  15. Hibi Y., Asai K., Arafuka H., Hamajima M., Iwama T., Kawai K. Molecular structure of La3+-induced methanol-dehydrogenase-like protein in Methylobacterium radiotolerans // J. Biosci. Bioeng. 2011. V. 111. P. 547–549.
  16. Hoefman S., Heylen K., De Vos P. Methylomonas lenta sp. nov., a methanotroph isolated from manure and a denitrification tank // Syst. Appl. Microbiol. 2014. V. 64. P. 1210–1217.
  17. Kalyuzhnaya M.G., Khmelenina V.N., Kotelnikova S., Holmquist L., Pedersen K., Trotsenko Y.A. Methylomonas scandinavica sp. nov., a new methanotrophic psychrotrophic bacterium isolated from deep igneous rock ground water of Sweden // Syst. Appl. Microbiology. 1999. V. 22. P. 565–572.
  18. Kanehisa M., Sato Y., Morishima K. BlastKOALA and GhostKOALA: KEGG tools for functional characterization of genome and metagenome sequences // J. Mol. Biol. 2016. V. 428. P. 726–731. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2015.11.006
  19. Kip N., Dutilh B.E., Pan Y., Bodrossy L., Neveling K., Kwint M.P., Jetten M.S., Op den Camp H.J. Ultra-deep pyrosequencing of pmoA amplicons confirms the prevalence of Methylomonas and Methylocystis in Sphagnum mosses from a Dutch peat bog // Environ. Microbiol. Rep. 2011. V. 3. P. 667–673.
  20. Kits K.D., Klotz M.G., Stein L.Y. Methane oxidation coupled to nitrate reduction under hypoxia by the Gammaproteobacterium Methylomonas denitrificans, sp. nov. type strain FJG1 // Environ. Microbiol. 2015. V. 17. P. 3219–3232.
  21. Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K. MEGA X: molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms // Mol. Biol. Evol. 2018. V. 35. P. 1547–1549.
  22. Meier-Kolthoff J.P., Auch A.F., Klenk H.P., Göker M. Genome sequence-based species delimitation with confidence intervals and improved distance functions // BMC Bioinform. 2013. V. 14. P. 60.
  23. Ogiso T., Ueno C., Dianou D., Van Huy T., Katayama A., Kimura M., Asakawa S. Methylomonas koyamae sp. nov., a type I methane-oxidizing bacterium from floodwater of a rice paddy field in Japan // Syst. Appl. Microbiol. 2012. V. 62. P. 1832–1837.
  24. Reynolds E.S. The use of lead citrate at high pH as an electron-opaque stain in electron microscopy // J. Cell Biol. 1963. V. 17. P. 208.
  25. Rodriguez-R. L.M., Konstantinidis K.V. Bypassing cultivation to identify bacterial species // Microbe. 2014. V. 9. P. 111– 118.
  26. Seemann T. Prokka: Rapid Prokaryotic Genome Annotation // Bioinformatics. 2014. V. 30. P. 2068–2069.https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btu153
  27. Tikhonova E.N., Suleimanov R.Z., Miroshnikov K.K., Oshkin I.Y., Belova S.E., Danilova O.V., Ashikhmin A.A., Konopkin A.A., But S.Y., Khmelenina V.N., Pimenov N.V., Dedysh S.N. Methylomonas rapida sp. nov., a novel species of fast-growing, carotenoid-producing obligate methanotrophs with high biotechnological potential // Syst. Appl. Microbiol. 2023. V. 46. P. 126398.
  28. Weisburg W.G., Barns S.M., Pelletier D.A., Lane D.J. 16S Ribosomal DNA amplification for phylogenetic study // J. Bacteriol. 1991. V. 173. P. 697–703.
  29. Wick R.R., Judd L.M., Gorrie C.L., Holt K.E. Unicycler: resolving bacterial genome assemblies from short and long sequencing reads // PLoS Comput. Biol. 2017. V. 13. e1005595. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1005595
  30. Wilson K. Preparation of genomic DNA from bacteria // Curr. Protoc. Mol. Biol. 2001. V. 56. P. 2–4. Doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-418687-3.00011-2
  31. Zhu P., Cheng M., Pei D., Liu Y., Yan X. Methylomonas rhizoryzae sp. nov., a type I methanotroph isolated from the rhizosphere soil of rice // Antonie van Leeuwenhoek. 2020. V. 113. P. 2167–2176.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (3MB)
3.

下载 (347KB)
4.

下载 (235KB)

版权所有 © Р.З. Сулейманов, Е.Н. Тихонова, И.Ю. Ошкин, О.В. Данилова, С.Н. Дедыш, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».