来自地下渗流水体的平板细菌新分离株属于Pirellulaceae科新种Anatilimnocola aquadivae sp. nov.

埋藏在脚下的生命

在林下深处，水沿着岩石的细小裂隙缓缓渗流，携带着一个看不见的微生物世界。本研究探究了这一隐秘领域，揭示了在德国中部浅层基岩中发现的一种先前未识别的细菌物种。通过追溯这类地下生物如何被发现、培养并与其最近的亲缘种比较，研究者表明即便是已被广泛研究的微生物群仍有惊喜存在——地球的“临界带”，岩石、水、空气与生命相遇的区域，其生物多样性比我们想象的更高。

地下水中的新邻居

研究团队从位于Hainich临界带观测站的一处碎裂石灰岩下约二分之三米处安装的排水收集器中采集了缓慢渗流的水样。这些水代表了地下水补给的早期阶段，通常不易通过常规采样获得。从这体积有限、温凉且微酸性的水样中，他们在为偏好一类不同寻常细菌——平板菌（planctomycetes）设计的特定淡水培养基上耐心地培养微生物。数周后，在以浅色菌落为主的培养物中，他们分离出一个乳白色、圆形的菌落，证明属于一个陌生的菌株，命名为NA78T。

在生命树上定位这位新成员

为了解所发现的物种，研究者测序了关键的基因标记并进一步测定了NA78T菌株的全基因组。将其遗传蓝图与已知细菌比较表明，该菌株属于平板菌门（Planctomycetota）内的Pirellulaceae科，这一群体以奇特的细胞形态和复杂的细胞内部结构著称。在该科内，该菌株明确聚类到属Anatilimnocola，与此前在池塘和湖泊等地表淡水生境发现的种类相近。然而，多种独立的遗传学判据——从标准核糖体基因的相似性到全基因组相关性——均低于既定的物种划分阈值。综合这些指标，NA78T被确立为同一属内的独立物种。

细胞的形态与生活方式

在显微镜下，这种新细菌形成微小的米粒状细胞，约长两微米、宽略超一微米。与许多细菌在细胞中间对分不同，它通过“极芽生”繁殖，即从母细胞一端脱落出较小的子细胞。荧光染色显示细胞内携带紧凑的DNA团块且内膜皱褶稀疏，这些特征与其他平板菌所见相呼应，但又有自身的差异。在琼脂平板上，菌落坚硬、有光泽，呈白色到米黄色——与生活在光照较少环境、无需产生遮光色素的习性相符。在液体培养中，细胞有时形成小团聚体而非大的花簇状，这将其与近缘种区分开来。

基因、代谢与环境适配性

NA78T菌株的完整基因组约有800万碱基对，略小于其两位已知的Anatilimnocola近亲，但在基因组内容与组成上大体相似。该细菌在凉爽、适中温度（18–24 °C）下生长缓慢，偏好18 °C，并能耐受pH 6.0到9.0的范围，在中性至微碱性条件下表现最佳。这些性状与其回收来源——基岩渗流水的化学特征高度吻合，表明它至少很好地适应（若非专门适应）这一生态位。它依赖氧气，缺氧条件下无法生长，即便提供了替代电子受体也无法替代氧气的作用。当研究者检索同一地点现有的DNA调查数据时，未找到完全匹配的序列，这意味着该物种可能稀少、易被遗漏，或偶尔从上覆土壤或地表水被冲刷下去。

这一地下发现的重要性

通过将野外采样、精细培养、显微观察与多层次的遗传分析相结合，作者们证明NA78T代表一个新物种，命名为Anatilimnocola aquadivae sp. nov. 其发现将Pirellulaceae科已知的栖息地范围从海洋、湖泊和土壤扩展到了浅层陆地地下体。就意义而言，这项工作提醒我们，即便在相对可及的环境中，仍有大量微生物生活未被描述。每一个新鉴定的物种都为理解微生物如何影响从土壤向含水层移动的水体化学过程提供了一块拼图，并暗示地下生物圈仍藏有许多等待发现的秘密。

引用: Kündgen, M., Haufschild, T., Kallscheuer, N. et al. A novel planctomycetotal isolate from subsurface percolates belongs to the novel species Anatilimnocola aquadivae sp. nov. in the family Pirellulaceae. Sci Rep 16, 9078 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44018-1

关键词: 地下带微生物学, 平板菌门, 地下水补给, 细菌多样性, 临界带