化能自养微生物是热液生态系统中的初级生产者，支撑起了该类生态系统丰富的生物量。从热液泉口至外围往往存在剧烈的温度梯度和化学梯度，但是我们对化能自养微生物在这些梯度中的适应性、代谢功能以及适应策略还知之甚少。本研究进行了中度酸性（pH=5.6）和极端酸性条件（pH=2.2）下的温度梯度培养，DNA-稳定同位素探针技术结合宏基因组学分析发现，在中度酸性条件下，Nautiliales在65℃具有最高的固碳活性，而在极端酸性条件下，它们的耐热性降低。相比之下，Campylobacterales在30-45℃的温度下，无论是在中度酸性还是极端酸性条件下，都具有固碳活性。与Campylobacterales相比，Nautiliales缺乏Sox硫氧化系统，使用NAD(H)-谷氨酸脱氢酶来促进反向三羧酸（rTCA）循环。此外，它们在高温时表现出高的使用细胞色素bd泛醌氧化酶进行呼吸的活性。在高温适应性方面，rgy基因在Nautiliales中起着关键作用，能够维持高温下的DNA稳定性，脯氨酸合成有助于维持蛋白的热稳定性。阳离子-H⁺反向质子泵，钾离子积累，带电分子的选择性输送，渗透压调控以及细菌外膜渗透性屏障的形成，在Campylobacterales适应极端酸性条件方面起着重要作用。我们的研究深入探讨了高温和低pH如何影响生活在热液生态系统中化能自养生物的能量和主要元素代谢过程，以及它们适应极端热液条件的代谢机制。
 

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