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暗黑菌门类群多样性、生态功能和进化新认识

作者: 发布时间:2024-07-08 来源 :
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近日,我所厌氧微生物创新团队国内外科研团队联合揭示了暗黑菌门微生物多样性、生态功能和进化历程。相关研究成果发表在国际知名学术期刊《Microbiome》上,题为“Cultivation of novel Atribacterota from oil well provides new insight into their diversity, ecology, and evolution in anoxic, carbon-rich environments”。

暗黑菌门广泛分布在油藏、热泉、海洋沉积物等深部缺氧环境,可能在地球碳循环发挥重要作用。目前,绝大数暗黑菌门类群处于未培养状态,多样性、生理生态功能演化历史仍然知之甚少。

研究团队胜利油田样品中富集获得多个暗黑菌门类群提出了代表JS1类群的新纲Phoenicimicrobiia class. nov. (代表物种命名为Phoenicimicrobium oleiphilum HX-OS.bin.34TS),分离第二个暗黑菌门模式物种Thermatribacter velox B11T=CCAM 969T=JCM 39351T,提出Atribacteria(OP9)类群的新科Thermatribacteraceae fam. nov.。多组学数据分析表明,Phoenicimicrobium oleiphilum HX-OS.bin.34TSThermatribacter velox B11T分别降解正构烷烃和糖类。比较基因组学研究发现,暗黑菌门类群都缺乏伍德-达尔代谢途径(Wood-Ljungdahl pathway,WLP),但广泛存在还原甘氨酸途径(Reductive Glycine Pathway, RGP)。系统发育分析表明,RGP的关键基因Atribacteria(OP9)和Phoenicimicrobiia (JS1)独立获得,之后进行垂直遗传;同时发现Phoenicimicrobiia中存在富马酸加成酶的编码基因(faeA)。通过重建群落代谢模型预测暗黑菌门两个类群在碳氢化合物和乙酸互营代谢网络中的生态功能研究利用培养和非培养技术,从多维度重新认识了暗黑菌门物种和功能多样性

厌氧微生物创新团队马诗淳副研究员和中山大学生命科学学院焦建宇副研究员为本文共同第一作者,厌氧微生物创新团队研究员、中山大学生命科学学院李文均教授内华达大学拉斯维加斯分校Brian P. Hedlund教授共同通讯作者该研究工作得到国家自然科学基金“水圈微生物驱动地球元素循环的机制”重大研究计划、中国农业科学院科技创新工程、中国农业科学院基本科研业务费等项目支持。

图1. 碳氢化合物和乙酸富集环境中暗黑菌门概况

2. 暗黑菌门PhoenicimicrobiiaJS1Atribacteria(OP9)在富含长链烷烃和乙酸环境中的代谢模型

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