Bacterially driven anaerobic sulfide oxidation by manganese oxide reduction studied in Sulfurimonas spp. (ANAMARE)
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses Projektes wurden zwei neue Bakterienstämme isoliert, die eine bis dahin für Bakterien nicht bekannte Energiequelle nutzen können, nämlich die Oxidation von Sulfid mit Mangan(IV)oxid. Der erste Stamm kommt aus dem Schwarzen Meer und war bei Antragstellung hoch angereichert und wurde im Laufe des Projektes isoliert. Der zweite Stamm wurde aus der Ostsee isoliert. Beide Stämme sind in der Lage CO2 und überraschender Weise auch N2 zu fixieren. Die Sulfidoxidation mit Mangan erfolgt in der Kultur aus dem Schwarzen Meer mit so hohen Raten, dass allein die Aktivität dieser Bakterien die Ausbildung der suboxischen Zone im Schwarzen Meer quantiativ erklären kann. Während des Wachstums mit Manganoxid und Sulfid oder Thiosulfat konnte keine Akkumulation von Schwefelintermediaten festgestellt werden. Partikuläres Manganoxid wurde zunächst zu gelöstem Mangan(III) reduziert, das nach weiterer Reduktion zu Mangan(II) als Mangan(II)carbonat ausfiel. Beide Stämme wurden zusammen mit der nächst verwandten Art Sulfurimonas gotlandica GD1T im Detail physiologisch untersucht und beschrieben und die Namen Sulfurimonas marisnigri bzw. Sulfurimonas baltica vorgeschlagen. Die Stämme wurden bei zwei Stammsammlungen eingereicht und von der japanischen Sammlung bereits bestätigt und zertifiziert. In Zusammenarbeit mit der DSMZ wurden hochqualitative Genome sequenziert und frei verfügbar in Datenbanken hinterlegt.
Publications
- (2019) A bacterial isolate from the Black Sea oxidizes sulfide with manganese(IV) oxide. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 116: 12153-12155
Henkel, J. V., O. Dellwig, F. Pollehne, D. P. R. Herlemann, T. Leipe and H. N. Schulz- Vogt
(See online at https://doi.org/10.1073/pnas.1906000116) - (2019) Bacterial H2S oxidation coupled to the reduction of MnO2 studied on new isolated species of the genus Sulfurimonas. Dissertation, Universität Rostock
Henkel, J. V.
(See online at https://dx.doi.org/10.18453/rosdok_id00002580) - (2019) Spezialisierte Bakterien beeinflussen geochemische Profile im Schwarzen Meer. IOW Jahresbericht 2019: 30-3
Henkel, J. V. and H. N. Schulz-Vogt
- (2021) Candidatus Sulfurimonas marisnigri sp. nov. and Candidatus Sulfurimonas baltica sp. nov., thiotrophic manganese oxide reducing chemolithoautotrophs of the class Campylobacteria isolated from the pelagic redoxclines of the Black Sea and the Baltic Sea. Syst. Appl. Microbiol. 44(1):126155
Henkel J. V., A. Vogts, J. Werner, T. R. Neu, C. Spröer, B. Bunk, H. N. Schulz-Vogt
(See online at https://doi.org/10.1016/j.syapm.2020.126155)
