Iron is the fourth most abundant el

Iron is the fourth most abundant element in the Earth’s crust and the most prevalent
redox active metal (Sudek et al., 2009). It participates in many key biological
processes, such as photosynthesis, N2 fixation, methanogenesis, H2 production and
consumption, respiration, the trichloroacetic acid cycle, oxygen transport, gene
regulation and DNA biosynthesis (Andrews et al., 2003). Iron also acts as an
electron donor and acceptor for microbial energy generation. It has been the focus
of many studies because of its importance in biogeochemical redox reactions in the
nvironments (Straub et al., 2001; Emerson and Weiss, 2004; Roden et al., 2004).
Microorganisms can accelerate iron oxidation through a variety of mechanisms,
such as changing local pH (Fortin et al., 1998), passive physicochemical sorption
(Hallbeck and Pedersen, 1990; McLean et al., 1996; Ferris et al., 1999; Hanert,
2002), and enzymatic conversion of iron to oxidized forms (Ghiorse, 1984; Widdel
et al., 1993). Iron-oxidizing bacteria (FeOB) have been detected in a wide variety
of environments and have been shown to increase the rate of iron oxidation by up
to four orders of magnitude compared with the rate of strictly abiotic
oxidation(Søgaard et al., 2001).
Compared with acidophilic iron oxidizers that have been studied extensively
(Leduc and Ferroni, 1994; Auernik et al., 2008) much less is known about the ecophysiology
of FeOB inhabiting environments of neutral pH. This is largely due to
the fact that their competitive ability in relation to abiotic oxidation still remains
controversial (Sobolev and Roden, 2002), and to the difficulties associated with
obtaining and maintaining them in pure culture (Edwards et al., 2003a). In the last
decade, a number of studies (Hallbeck and Pedersen, 1995; Emerson and Moyer,
2002; Neubauer et al., 2002; Sobolev and Roden, 2002) showed that neutrophilic
FeOB could successfully compete with abiotic oxidation for Fe(II); in some batch
culture experiments, they accounted for 50-60% of the total Fe (II) oxidation.
The typical characteristic of these neutrophilic FeOB is their lithoautotrophic
metabolism using iron as the only energy source. They are found growing at oxicanoxic
interfaces (Lutters-Czekalla, 1990) in neutral pH environments and are
classified as micro-aerophilic bacteria. Among them, Gallionella ferruginea is
known as the characteristic iron-oxidizing bacterium (Engel and Hanert, 1967;
Hanert, 1968; Hallbeck and Pedersen, 1991). The rhizosphere of wetland plants has
been shown to be one of the niches for these organisms because of the fact that
plant roots release excessive oxygen into the soil (Armstrong, 1964) creating
suboxic conditions required by the iron oxidizers. Research on neutrophilic FeOB
has recently moved forward with the isolation of a number of morphologically
23
distinct species from different environments (Emerson and Moyer, 1997; Hanert,
2002; Edwards et al., 2003b; Edwards et al., 2004; Roden et al., 2004; Weiss et al.,
2007). Most of them were classified as beta- or gamma-proteobacteria.
Despite the progress in isolation and the biogeochemical evidence supporting
their potential role in Fe-cycling, knowledge concerning their diversity and
environmental distribution is still lacking. In this study, FeOB were enriched and
identified. A 16S rRNA gene clone library of the enrichments was constructed and
specific probes and primers were designed subsequently. The distribution of FeOB
in wetland environments was further investigated by the application of specific
primers targeting the 16S rRNA gene of Gallionella-related bacteria, in
combination with PCR-DGGE, cloning and phylogenetic analysis.

Kết quả (Việt) 1:

Sắt là nguyên tố phổ biến thứ tư trong lớp vỏ trái đất và phổ biến nhấtRedox hoạt động kim loại (Sudek et al., 2009). Nó tham gia nhiều sinh học quan trọngxử lý, chẳng hạn như quá trình quang hợp, N2 cố định, methanogenesis, H2 sản xuất vàtiêu thụ, hô hấp, chu trình axit tricloaxetic, vận chuyển oxy, genquy định và sinh tổng hợp DNA (Andrews và ctv., 2003). Sắt cũng hoạt động như mộtnhà tài trợ điện tử và tìm cho thế hệ năng lượng vi khuẩn. Nó đã là tập trungCác nghiên cứu nhiều vì tầm quan trọng của nó trong biogeochemical redox phản ứng trong cácnvironments (Straub et al., năm 2001; Emerson và Weiss, năm 2004; Roden et al, 2004).Vi sinh vật có thể đẩy nhanh quá trình oxy hóa sắt thông qua một loạt các cơ chế,chẳng hạn như thay đổi địa phương vn (Fortin et al., 1998), thụ động hóa lý sorption(Hallbeck và Pedersen, 1990; McLean và ctv., 1996; Ferris et al., 1999; Hanert,năm 2002), và enzym chuyển đổi của sắt với oxy hóa các hình thức (Ghiorse, 1984; Widdelet al., 1993). Sắt oxy hóa vi khuẩn (FeOB) đã được phát hiện trong nhiềumôi trường và đã được chứng minh để tăng tốc độ quá trình oxy hóa sắt bởi lênbốn đơn đặt hàng của các cường độ so sánh tốc độ nghiêm abioticquá trình oxy hóa (Søgaard và ctv., 2001).So với oxidizers acidophilic sắt đã được nghiên cứu rộng rãi(Leduc và Ferroni, 1994; Auernik et al., 2008) ít được biết về ecophysiologycủa FeOB sinh sống môi trường ph trung tính. Đây là chủ yếu là do đểthực tế là khả năng cạnh tranh của họ liên quan đến quá trình oxy hóa abiotic vẫn còngây tranh cãi (Sobolev và Roden, 2002), và những khó khăn liên quan đếnviệc thu thập và duy trì chúng trong nền văn hóa tinh khiết (Edwards và ctv., 2003a). Trongthập kỷ, một số nghiên cứu (Hallbeck và Pedersen, 1995; Emerson và Moyer,năm 2002; Neubauer et al., 2002; Sobolev và Roden, 2002) cho thấy rằng neutrophilicFeOB thành công có thể cạnh tranh với quá trình oxy hóa abiotic cho Fe(II); trong một số lôthí nghiệm văn hóa, họ chiếm 50-60% của quá trình oxy hóa của Fe (II) có tất cả.Các đặc điểm điển hình của FeOB neutrophilic là của họ lithoautotrophicsự trao đổi chất dùng sắt là nguồn năng lượng duy nhất. Chúng được tìm thấy đang phát triển tại oxicanoxicgiao diện (Lutters-Czekalla, 1990) trong môi trường pH trung tính vàphân loại như là vi-aerophilic vi khuẩn. Trong số đó, Gallionella ferruginea làđược biết đến như là đặc trưng sắt oxy hóa vi khuẩn (Engel và Hanert, 1967;Hanert, năm 1968; Hallbeck và Pedersen, 1991). Rhizosphere đất ngập nước nhà máy cóchứng minh là một trong những hốc cho các sinh vật này vì thực tế màcây rễ phát hành quá nhiều oxy vào đất (Armstrong, 1964) tạo rasuboxic điều kiện theo yêu cầu của oxidizers sắt. Nghiên cứu về neutrophilic FeOBđã mới di chuyển về phía trước với sự cô lập của một số về mặt hình Thái 23loài khác biệt từ môi trường khác nhau (Emerson và Moyer, 1997; Hanert,năm 2002; Edwards et al., 2003b; Edwards et al, 2004; Roden et al, 2004; Weiss et al.,Năm 2007). hầu hết trong số họ đã được phân loại như là phiên bản beta - hoặc gamma-sơ.Mặc dù những tiến bộ trong sự cô lập và hỗ trợ bằng chứng biogeochemicalvai trò tiềm năng của họ trong Fe-Chạy xe đạp, kiến thức liên quan đến sự đa dạng của họ vàmôi trường phân phối vẫn còn thiếu. Trong nghiên cứu này, FeOB đã được phong phú vàxác định. Một 16S rRNA gene bản sao thư viện của các enrichments được xây dựng vàđầu dò cụ thể và chất nền, mồi được thiết kế sau đó. Sự phân bố của FeOBtrong vùng đất ngập nước môi trường xa hơn được điều tra do việc áp dụng cụ thểchất nền, mồi nhắm mục tiêu theo 16S rRNA gen của vi khuẩn liên quan đến Gallionella, trongkết hợp với Đảng Cộng sản Romania-DGGE, nhân bản và phát sinh loài phân tích.

Kết quả (Việt) 2:

Sắt là nguyên tố phổ biến nhất thứ tư trong lớp vỏ của trái đất và thịnh hành nhất
oxi hóa khử kim loại hoạt động (Sudek et al., 2009). Nó tham gia vào nhiều sinh học chính
quy trình, chẳng hạn như quang hợp, cố định N2, khí methan, sản xuất H2 và
tiêu thụ, hô hấp, chu trình acid tricloaxetic, vận chuyển oxy, gen
quy định và sinh tổng hợp DNA (Andrews et al., 2003). Sắt cũng đóng vai trò như một
nhà tài trợ electron và chấp nhận cho thế hệ năng lượng vi sinh vật. Nó đã trở thành tâm điểm
của nhiều nghiên cứu vì tầm quan trọng của nó trong các phản ứng oxi hóa khử sinh địa hoá trong
nvironments (Straub et al, 2001;. Emerson và Weiss, 2004; Roden et al 2004,.).
Các vi sinh vật có thể đẩy nhanh quá trình oxy hóa sắt thông qua một loạt các cơ chế,
chẳng hạn như thay đổi độ pH trong nước, thụ động hấp phụ hóa lý (Fortin et al., 1998)
(Hallbeck và Pedersen, 1990; McLean et al, 1996;. Ferris et al, 1999;. Hanert,
2002), và chuyển đổi enzym sắt với các hình thức oxy hóa (Ghiorse, 1984;
Widdel. et al, 1993). Vi khuẩn sắt-oxy hóa (FeOB) đã được phát hiện trong một loạt
các môi trường và đã được hiển thị để tăng tốc độ của quá trình oxy hóa sắt lên
đến bốn đơn đặt hàng của các cường độ so với tỷ lệ nghiêm vô sinh
oxy hóa (Søgaard et al., 2001) .
So với chất oxi hóa sắt ưa acid đã được nghiên cứu rộng
rãi, ít được biết đến nhiều về ecophysiology (Leduc và FERRONI, 1994 Auernik et al, 2008).
của FeOB sống ở môi trường pH trung tính. Điều này phần lớn là do
thực tế là khả năng cạnh tranh của họ liên quan đến quá trình oxy hóa phi sinh học vẫn còn
tranh cãi (Sobolev và Roden, 2002), và những khó khăn liên quan đến
việc có được và duy trì chúng trong nuôi cấy thuần khiết (Edwards et al., 2003a). Trong cuối
thập kỷ, một số nghiên cứu (Hallbeck và Pedersen, 1995; Emerson và Moyer,
2002; Neubauer et al, 2002;. Sobolev và Roden, 2002) cho thấy trung tính
FeOB thành công có thể cạnh tranh với quá trình oxy hóa vô sinh cho Fe (II) ; trong một số lô
thí nghiệm nuôi cấy, họ chiếm 50-60% tổng Fe (II) quá trình oxy hóa.
Các đặc tính điển hình của những FeOB trung tính là lithoautotrophic họ
chuyển hóa bằng sắt như là nguồn năng lượng duy nhất. Chúng được tìm thấy ngày càng tăng tại oxicanoxic
giao diện (Lutters-Czekalla, 1990) trong môi trường pH trung tính và được
phân loại như là vi khuẩn vi aerophilic. Trong số đó, Gallionella ferruginea được
gọi là vi khuẩn sắt-oxy hóa đặc trưng (Engel và Hanert, 1967;
Hanert, 1968; Hallbeck và Pedersen, 1991). Vùng rễ của cây ngập nước đã
được chứng minh là một trong những hốc cho các sinh vật này vì thực tế rằng
rễ cây giải phóng oxy quá nhiều vào đất (Armstrong, 1964) tạo
điều kiện suboxic yêu cầu của các chất oxi hóa sắt. Nghiên cứu trên FeOB trung tính
gần đây đã di chuyển về phía trước với sự cô lập của một số hình thái
23
loài riêng biệt từ các môi trường khác nhau (Emerson và Moyer, 1997; Hanert,
2002; Edwards et al, 2003b;. Edwards et al, 2004;. Roden et al ., 2004; Weiss et al,.
2007). Hầu hết trong số họ đã được phân loại là beta- hoặc gamma-proteobacteria.
Mặc dù có những tiến bộ trong sự cô lập và các bằng chứng sinh hóa hỗ trợ
vai trò tiềm năng của họ trong Fe-đi xe đạp, kiến thức liên quan đến sự đa dạng của họ và
phân phối môi trường vẫn còn thiếu. Trong nghiên cứu này, FeOB được làm giàu và
xác định. Một 16S rRNA thư viện bản sao gen của enrichments được xây dựng và
thiết bị thăm dò và mồi cụ thể đã được thiết kế sau đó. Sự phân bố của FeOB
trong môi trường đất ngập nước đã được tiếp tục điều tra bởi các ứng dụng cụ thể của
mồi với gen 16S rRNA của vi khuẩn Gallionella liên quan, trong
sự kết hợp với PCR-DGGE, nhân bản và phân tích phát sinh loài.