雌性生殖附腺作为产拟青霉素共生菌（PPB）储存库的发现及其在Paederus fuscipes中的生物学特性研究

本研究首次系统揭示Paederus fuscipes雌虫生殖附腺是产拟青霉素共生菌（PPB）的特异性储存器官。通过多维度（性别/龄期/生境/器官）分析PPB定植规律，结合宏基因组binning获得高质量PPB基因组（CheckM完整性85.14%），证实其与铜绿假单胞菌的姊妹群关系及能量代谢缺陷特性，为解析PPB垂直传播机制和拟青霉素（pederin）的生物技术开发提供关键理论基础。

　　

Highlight

Discussion

本研究首次揭示未培养的产拟青霉素细菌（PPB）在Paederus fuscipes雌虫个体和组织水平呈现稳定的定植模式。值得注意的是，PPB在雌虫细菌群落中占据主导地位（相对丰度≥66.08%），并几乎独占生殖器官（相对丰度≥96.31%）。更重要的是，我们发现PPB主要富集在雌性生殖器官的附腺中，这表明附腺可作为PPB增殖的储存库。尽管本研究未成功培养PPB，但通过宏基因组分箱获得了PPB的草案基因组（CheckM完整性=85.14%，污染率=0），其中鉴定到与拟青霉素生物合成相关的基因。系统发育分析显示PPB与铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）形成姊妹群，而非嵌套于铜绿假单胞菌谱系内部。代谢模块预测分析揭示了PPB在能量代谢和氨基酸生物合成途径的特异性缺陷，表明其自由生活能力有限。

Conclusions

综上所述，本研究增进了我们对PPB在P. fuscipes体内生物学特性的理解。PPB在雌性P. fuscipes、雌性生殖器官和卵的细菌群落中的主导地位表明PPB与其雌性宿主之间存在生理兼容性。此外，我们的结果表明PPB定植于雌性生殖器官的附腺中，该器官充当了PPB增殖的储存库。这些结果初步勾勒了PPB在雌性P. fuscipes生殖器官中的储存和增殖模式，为探索PPB的生物学特性及其生物技术应用奠定了基础。