Đa dạng di truyền và phân bố của SRB trong tự nhiên

SRB phân bố rộng rãi trong nhiều dạng môi trƣờng tự nhiên có chứa sulfate. Chúng đƣợc phân lập hoặc đƣợc tìm thấy từ các mẫu trầm tích biển (Webster et al.,

2006), các vực thủy nhiệt (Jeanthon et al., 2002), mỏ dầu khí (Kniemeyer et al.,

2007), bùn núi lửa (Stadnitskaia et al., 2005), nơi có nồng độ muối cao, thậm chí ở

nơi có nồng độ oxy bão hịa. SRB đã đƣợc tìm thấy trong mơi trƣờng có pH cực trị, nhƣ ở các điểm thoát nƣớc thải mỏ có pH 2 hay trong các hồ soda có pH 10 (Muyzer, Stams, 2008). SRB cịn đƣợc tìm thấy và phân lập từ các mỏ dầu cũng nhƣ ở độ sâu dƣới bề mặt trầm tích biển (Kovacik, 2006). Chúng cũng có mặt trong các trầm tích nƣớc ngọt, trong rễ thực vật, các tầng ngập nƣớc và các hệ thống xử lý nƣớc thải kỵ khí (Dar et al., 2007; Muyzer, Stams, 2008).

32

Hầu hết SRB sống tự do, nhƣng cũng có một số sống hợp tác với các vi sinh vật khác nhƣ cổ khuẩn oxy hóa methane (Boetius et al., 2000), hoặc thậm chí trong một mối quan hệ chặt chẽ hơn, ví dụ nhƣ sống cùng vi khuẩn oxy hóa lƣu huỳnh trong cơ thể các động vật thân mềm ở biển (Dubilier et al., 2001). SRB là mắt xích quan trọng trong chu trình chuyển hóa cacbon và lƣu huỳnh.

Hầu hết thông tin về đa dạng của SRB trong tự nhiên cũng nhƣ trong các hệ sinh thái (tự nhiên hay nhân tạo) có đƣợc là nhờ phân tích các phân tử chỉ thị, phổ biến nhất là gen 16S rRNA hay trực tiếp hơn là các gen chức năng mã hóa cho các enzyme quan trọng trong con đƣờng khử sulfate nhƣ dsrAB mã hóa cho enzyme khử sulfite dị hóa (dissimilatory sulfite reductase) (Wagner et al., 1998). Các kỹ thuật

cloning hoặc điện di biến tính (DGGE) thực hiện đối với các đoạn bảo thủ trong trình tự gen 16S rRNA và dsr đã đƣợc nhiều tác giả sử dụng để xác định đa dạng của SRB trong nhiều môi trƣờng sống khác nhau (Minz et al., 1999; Dar et al., 2005;

Geets et al., 2006; Dar et al., 2007). Dựa trên phân tích so sánh trình tự gen 16S

rRNA và các đặc tính sinh lý sinh hóa, SRB đƣợc chia thành 4 nhóm (Hình 1.9) (Muyzer, Stam, 2008).

Nhóm 1: Bao gồm phần lớn SRB đƣợc biết đến hiện nay, thuộc 23 chi nằm trong phân lớp -Proteobacteria. Đây là các loài SRB Gram (), ƣa ấm (20 – 45oC), đa dạng về hình thái và đặc tính sinh lý, sinh hóa. Các chi chính là Desulfovibrio, Desulfomicrobium, Desulfobulbus, Desulfobacter, Desulfobacterium, Desulfococcus, Desulfosarcina, Desulfomonile, Desulfonema, Desulfobotulus, Desulfoarculus, Desulfopila. Một số SRB ƣa/chịu lạnh (< 15oC) cũng thuộc nhóm này bao gồm các chi Desulfotalea, Desulfofaba, Desulfofrigus (Knoblauch et al., 1999).

Nhóm 2: Gồm các loài SRB Gram (+), sinh bào tử, chủ yếu thuộc chi

Desulfotomaculum, sinh trƣởng trong điều kiện nhiệt độ ấm, có thể chịu đƣợc nhiệt

độ cao nhờ bào tử.

Nhóm 3: Gồm các loài SRB ƣa nhiệt nhƣ Thermodesulfovibrio và Thermodesulfobium. SRB thuộc nhóm này sinh trƣởng tối ƣu ở 65 – 70C, thƣờng

33

Nhóm 4: Gồm các cổ khuẩn khử sulfate ƣa nhiệt cực trị, sinh trƣởng ở nhiệt độ trên

80C, đƣợc tìm thấy ở các vực thủy nhiệt ở biển. Đại diện gồm có chi

Archaeoglobus thuộc lớp Euryarchaeota, chi Thermocladium và chi Caldirvirga

thuộc lớp Crenarchaeota.

Hình 1.9. Đa dạng di truyền của SRB dựa trên so sánh trình tự gen 16S rRNA (Muyzer,

Stams, 2008)