曙古菌門(Aigarchaeota)微生物基因組代謝特征和起源進化研究
通過比較基因組和進化基因組學分析發現:Aigarchaeota和Thaumarchaeota由共同祖先分化形成,其祖先早期共同生存于高溫環境中,至今生存于高溫熱泉中的Thaumarchaeota與Aigarchaeota仍呈現較高的功能相似性。它們的共同祖先共享1154個基因家族,其數目甚至超過現存Aigarchaeota基因家族數目,表明二者祖先的高度相似性。廣為人知的Thaumarchaeota早期并無氨氧化能力,而是后期于高溫生境中進化所得,隨后Thaumarchaeota擴散至海洋生境中,由于海洋生境中氮源的匱乏,因此Thaumarchaeota展現出獨特的競爭優勢,而被保留于海洋生境中,從而實現高溫氨氧化古菌向中溫環境的轉變。 本研究通過重構未培養古菌類群Aigarchaeota基因組信息,揭示其潛在的代謝潛能及其遺傳多樣性獲得機制,并結合數據庫中已有Thaumarchaeota和Aigarchaeota基因組進行比較基因組學和進化基因組學分析,勾勒出這兩個近緣支系的演化歷史場景,指出古菌類群 Thaumarchaeota和Aigarchaeota的共同祖先起源于高溫生境,頻繁的水平基因轉移極大地提升了兩者對各自生境的適應性,該研究極大地促進了我們對古老且神秘的古菌支系的認知。
中山大學
2021-04-13