奥地利河岸森林恢复区淡水菌属 Aquirufa 的菌株生物多样性研究：新物种 Aquirufa salirivisp. nov.和 Aquirufa novilacunaesp. nov.的发现

研究人员针对奥地利河岸森林恢复区淡水栖息地开展研究，发现 Aquirufa 属新物种，有助于了解其多样性与分布。

　　在神秘的微生物世界里，淡水细菌作为其中的重要成员，一直吸引着众多科研人员的目光。Aquirufa 属细菌，这群广泛分布在淡水中的微生物，自 2019 年被发现以来，其家族成员不断扩充，目前已有 8 个正式命名的物种。然而，围绕它们仍存在诸多谜团。从分类学角度看，Aquirufa 属在微生物 “族谱” 中的位置一直存在争议，不同数据库对其所属家族的划分各不相同。而且，对于该属细菌在自然环境中的多样性、分布规律以及生态功能，人们的了解还十分有限。这些未知如同层层迷雾，笼罩着 Aquirufa 属细菌的研究领域，也促使科研人员踏上探索之旅。

为了驱散这些迷雾，来自奥地利因斯布鲁克大学（Universit?t Innsbruck）等多个机构的研究人员展开了一项深入研究。研究成果发表在《International Microbiology》杂志上。他们将目光聚焦于奥地利萨尔茨堡河岸森林恢复区的淡水栖息地，这里曾经因人类活动，如农业、林业和采砂等，生态环境遭受破坏。后来启动的恢复项目，旨在重建自然栖息地，为研究不同环境下的 Aquirufa 属细菌提供了理想场所。

研究人员运用了多种关键技术方法。在菌株的采样与分离上，他们在恢复区内精心挑选了 4 个采样点，包括河流、小溪、湖泊和新造池塘，采集水样后通过过滤、接种培养等一系列操作，分离出 Aquirufa 属菌株。基因组测序技术则是研究的核心手段之一，利用 Illumina NovaSeq 测序仪对菌株基因组进行测序，再借助多种生物信息学工具进行分析，从而获取菌株的基因组特征、计算全基因组平均核苷酸同一性（gANI）等关键数据。构建系统发育树时，研究人员选取 16S rRNA 基因序列和核心基因氨基酸序列，使用 Mega X、RAxML 等软件，清晰地展示菌株间的亲缘关系。宏基因组测序分析也不可或缺，通过对水样宏基因组测序，研究人员探索 Aquirufa 属细菌在自然环境中的真实分布情况。

研究结果丰富且意义重大。

1. 栖息地特征：研究人员对 4 个采样点的水质进行了详细检测，包括 pH、电导率、水温、溶解氧等指标。发现不同栖息地的环境参数差异明显，河流的电导率和 pH 相对稳定，而湖泊和池塘的温度波动较大，夏季水温可高达 25°C，冬季则低至 4°C 左右。这些环境差异为后续研究 Aquirufa 属细菌的分布提供了重要背景。
2. 分离菌株与宏基因组分析：经过多轮采样和培养，研究人员成功获得了大量 Aquirufa 属菌株。有趣的是，夏季采样时仅在萨尔察赫河分离出该属菌株，而秋季采样时，4 个采样点均有收获。其中，奥塞湖分离出的菌株种类最为丰富，多达 6 种，包括 2 种新物种。但对奥塞湖秋季水样的宏基因组分析却遇到了难题，测序结果未能准确反映出培养实验中发现的物种多样性，这表明宏基因组测序在检测该区域 Aquirufa 属细菌时存在一定局限性，也暗示着研究该属细菌的多样性需要多种方法结合。
3. 新物种的发现与特征：通过对部分菌株的深入研究，研究人员确定了 3 株代表新物种的菌株。
   • 表型和化学型特征：1-SAACH-A3^T、2-BAHN-186B^T和 2-AUSEE-184A6 这 3 株菌株在表型和化学型上与已知 Aquirufa 属菌株既有相似之处，又存在细微差异。在呼吸醌、脂肪酸和极性脂质的组成上，它们与相关模式菌株有所不同。
   • 系统发育位置：基于 16S rRNA 基因序列和核心基因氨基酸序列构建的系统发育树显示，1-SAACH-A3^T位于 A. nivalisilvae 分支，2-BAHN-186B^T和 2-AUSEE-184A6 位于 A. antheringensis 分支，且它们在进化树上的位置表明与已知物种存在明显差异。
   • 基因组特征：1-SAACH-A3^T基因组大小为 3.2 Mbp，G + C 含量为 38.4 mol%，含有参与硝酸盐吸收和一氧化二氮利用的基因；2-BAHN-186B^T和 2-AUSEE-184A6 基因组大小均约为 2.4 Mbp，G + C 含量分别为 42.4 mol% 和 42.2 mol%，编码与光捕获视紫红质系统相关的基因，这些基因特征进一步支持了新物种的认定。
   • 生态和分布：研究人员通过培养实验和宏基因组分析探索新物种的生态分布。1-SAACH-A3^T代表的物种似乎较为罕见，在奥地利其他淡水环境中未被发现；而 2-BAHN-186B^T和 2-AUSEE-184A6 代表的物种在全球分布较广，在亚洲、北美洲和澳大利亚的河流中均有检测到，尤其在长江水样中相对丰度较高，这表明该物种可能在不同气候区域的淡水中都能生存。
   
   
4. 新物种的确定依据：研究人员综合多项证据确定新物种。计算 gANI 和数字 DNA - DNA 杂交（dDDH）值发现，1-SAACH-A3^T与已知物种的 gANI 值低于 95% 的物种划分阈值，dDDH 值也显著低于 70% 的阈值；2-BAHN-186B^T和 2-AUSEE-184A6 的 gANI 值虽高于 95%，但与其他已知物种的 gANI 值较低，dDDH 值略低于物种分离阈值。此外，系统发育树的分支长度也显示出它们与已知物种的差异，这些都为新物种的确定提供了有力支持。

研究结论和讨论部分再次强调了本次研究的重要意义。通过培养实验，研究人员发现奥塞湖是 Aquirufa 属物种多样性的 “宝库”，这里的物种数量远超其他采样点，这或许意味着奥塞湖在维持该属细菌种群数量、向周边水体扩散方面发挥着关键作用。而且，Aquirufa 属菌株在水体中的出现呈现季节性波动，秋季可能是它们生长繁殖的高峰期，这一发现为后续研究该属细菌的生态规律提供了重要线索。最重要的是，研究人员确定了两个新物种，Aquirufa salirivi^{sp. nov.}和 Aquirufa novilacunae^{sp. nov.}，并详细描述了它们的特征，这不仅丰富了 Aquirufa 属的 “家族成员”，也为微生物分类学研究添上了浓墨重彩的一笔。不过，研究人员也指出，目前对 Aquirufa 属细菌的了解还只是冰山一角，未来需要采用更多先进技术和方法，深入探索其生物多样性和分布规律，解开这些淡水细菌身上更多的谜团。