ISME:基因组学和转录组学探究深海底中MBG-D古生菌的代谢和生态学(国人作品)
深圳大学Meng Li等人于2018年12月4日在《The ISME Journal》上发表题目为《Genomic and transcriptomic insights into the ecology and metabolism of benthic archaeal cosmopolitan, Thermoprofundales (MBG-D archaea)》的文章。该研究通过宏基因组学和元转录组学对深海底中主要的古生菌MBG-D古生菌进行了探究。
研究摘要
海底生物群D(MBG-D)古生菌是在几十年前通过16S rRNA基因调查发现的,其具有重要的生态学意义,但尚未得到充分研究,且沉积古菌也未培养。
在这项研究中,对MBG-D古菌进行基于16S rRNA基因的综合荟萃分析,结果表明MBG-D古菌是全球沉积物中最常见的古菌谱系之一,分布广泛,丰度高,其中包括16个亚组。有趣的是,一些亚组对盐和甲烷渗漏具有明显的分离作用。共现分析表明MBG-D古菌与Lokiarchaeota(盐水和淡水沉积物)和Hadesarchaea的具有显著的非随机关联性,表明这些古菌群之间可能存在相互作用。同时,基于四个近乎完整的宏基因组装配基因组(MAGs)和从红树林和潮间带泥质沉积物重建的相应元转录组学,我们提供了MBG-D古菌的代谢潜力和生态功能的见解。MBG-D古细菌似乎能够运输和同化肽并通过发酵产生乙酸盐和乙醇。元转录组学分析表明乙酸和氨基酸利用和肽酶基因,尤其是M09B型细胞外肽酶(胶原酶)在四种红树林MAGs中表现出高表达水平。除了异养中心碳代谢,MBG-D基因组包括可能编码两种自养途径的基因:使用H4MPT和H4叶酸作为C1载体的Wood-Ljundahl(WL)途径,以及不完全的二羧酸酯/ 4-羟基丁酸酯循环以及在二羧化期间从丙酮酸到苹果酸盐/草酰乙酸盐的替代旁路。这些发现揭示了MBG-D古菌是一种重要的普遍存在的底栖沉积古菌群,具有特定的混合营养代谢,
所以我们提出Thermoprofundales作为Thermoplasmata纲中新的目。在全球范围内,Thermoprofundales和其他底栖古菌可能协同转化底栖有机物质,可能在沉积碳循环中发挥重要作用。
文中主要图片说明
图1 Thermoprofundales的系统发育树(a)和与环境相关的指示谱系的相对丰度(b,c)。
图2 a物种丰度分布(SAD)图,其中古菌谱系的相对丰度与其在177项研究中的出现相对应(“over30_OTU表”)。b分散指数(IoD)图,其中log10-转化的古菌谱系分散指数与其在177项研究中的出现相对应(“over30_OTU表”)。c基于“MBG-D_over10_OTU表”的58项研究的β多样性图。共现网络描绘了隶属于不同模块(d)和不同古菌谱系(e)的节点之间的相关性。Thermoprofundales子组附属的节点在网络中突出显示(f)。两个古菌谱系之间观察到的(O)同时发生率与该对随机同时发生率(R)的比率。
图3系统发育树将Thermopundundales古菌放入Thermoplasmata中。
图4(a)基于8个MAGs的Thermopundundales重建关键代谢途径。(b)基于欧几里德聚类的基因的热图。
你可能还喜欢