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曙古菌門(Aigarchaeota)微生物基因組代謝特征和起源進化研究

2021-04-13 00:00:00
云上高博會 http://www.c05ze3x.xyz
關(guān)鍵詞: 微生物基因組
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所屬領(lǐng)域:
生物、醫(yī)藥及醫(yī)療機械
項目成果/簡介:

通過比較基因組和進化基因組學(xué)分析發(fā)現(xiàn):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(huán)境中,至今生存于高溫?zé)崛械腡haumarchaeota與Aigarchaeota仍呈現(xiàn)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(shù)目甚至超過現(xiàn)存Aigarchaeota基因家族數(shù)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(xiàn)出獨特的競爭優(yōu)勢,而被保留于海洋生境中,從而實現(xiàn)高溫氨氧化古菌向中溫環(huán)境的轉(zhuǎn)變。

       本研究通過重構(gòu)未培養(yǎng)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(jié)合數(shù)據(jù)庫中已有Thaumarchaeota和Aigarchaeota基因組進行比較基因組學(xué)和進化基因組學(xué)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(zhuǎn)移極大地提升了兩者對各自生境的適應(yīng)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(rèn)知。

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