海绵共生菌Stieleria mannarensis sp. nov.的发现及Planctomycetota分类学新见解：基于基因组与表型特征的整合分类研究

研究人员从印度海湾海绵中分离出新型Planctomycetota菌株JC639T，通过多相分类学分析确立其为Stieleria属新种S. mannarensis sp. nov.，并基于基因组标记（gANI/AAI/POCP）提出将Roseiconus属并入Stieleria属的分类修订，为理解海洋微生物多样性及PVC超门进化提供新视角。

　　

在浩瀚的海洋生态系统中，海绵作为"微生物酒店"承载着异常丰富的细菌多样性，其中Planctomycetota门细菌因其独特的细胞生物学特征和生态功能备受关注。然而，这类微生物的可培养物种不足1%，严重限制了对它们的认知。更棘手的是，随着新菌株不断被发现，传统分类方法（如16S rRNA基因序列分析）在近缘物种区分时常常"力不从心"，导致分类系统存在诸多争议。

针对这些问题，来自德国耶拿弗里德里希·席勒大学微生物相互作用研究所与印度海得拉巴大学植物科学系的联合研究团队，在《Antonie van Leeuwenhoek》发表了突破性研究成果。他们从印度东南海岸曼纳尔湾的Spheciospongia海绵中分离出一株编号JC639^T的粉红色菌株，通过整合基因组学、表型特征和化学分类学证据，不仅确立了其作为Stieleria属新种的地位，更揭开了Planctomycetota分类学中的一个重要谜团——通过系统发育基因组学分析证实，原先独立命名的Roseiconus属实际上应归入Stieleria属。

研究人员运用了四大关键技术：①改良M30培养基结合抗生素选择性富集培养技术从海绵样品中分离目标菌株；②基于Illumina HiSeqX10平台的全基因组测序与功能注释；③多相分类学分析体系（包括16S rRNA基因序列比对、基因组平均核苷酸同源性gANI、保守蛋白百分比POCP等7种分子标记）；④扫描/透射电镜技术解析细胞超微结构。这些方法共同构建起从菌株分离到分类定位的完整研究链条。

研究结果揭示三大发现

1. 新物种的鉴定特征
JC639^T菌株展现出典型的Planctomycetota门特征：电镜观察到不对称出芽分裂、细胞表面火山口状结构（crateriform structures），以及独特的细胞内膜系统。其最显著区别特征包括：特有的C_15:1ω8c脂肪酸（含量10.2%）、含腐胺（putrescine）的独特多胺谱，以及9.56 Mb基因组大小（G+C含量59.5%）。尽管其16S rRNA基因与最近缘种S. maiorica Mal15^T相似度达99.5%，但gANI（87.4%）和dDDH（32.1%）等指标均低于物种划分阈值，确证其为独立物种。

2. 属级分类的系统修订
研究团队对16株Stieleria/Roseiconus菌株进行泛基因组分析（28,832个基因簇），发现所有菌株的POCP值均>50%（仅1例49.2%），rpoB基因相似度>75.5%，支持将Roseiconus lacunae和R. nitratireducens重新分类为Stieleria lacunae comb. nov.和S. nitratireducens comb. nov.。这一发现解决了先前因分类标准不一致导致的属级分类混乱问题。

3. 次级代谢产物潜能
通过antiSMASH分析，在JC639^T基因组中发现21个生物合成基因簇（BGCs），其中包含与S. maiorica产stieleriacines（N-酰基酪氨酸衍生物）同源的nasY基因簇，预示其可能产生新型生物活性物质。泛基因组分析还揭示该菌株特有的671个独有基因，包括CRISPR/Cas系统和σ因子等潜在功能元件。

这项研究的科学价值体现在三个维度：分类学上，建立了Planctomycetota门更精确的分类框架；生态学上，揭示了海绵-微生物互作的新型候选菌株；生物技术层面，发现了潜在的次级代谢产物生产者。特别是将rpoB基因相似度（75.5-78%）确立为属级分类标准，为处理高16S rRNA基因相似度菌株的分类提供了可靠方案。正如研究者Nicolai Kallscheuer和Gaurav Kumar强调的，这项工作不仅扩充了已知微生物多样性，其建立的分类学范式更可推广至其他难培养微生物的系统学研究。