深度长读长宏基因组测序揭示原核生物系统发育多样性新维度

来自丹麦的研究团队通过对154份土壤和沉积物样本进行深度长读长宏基因组测序，成功获得4,894个高质量、高完整度的微生物基因组。该研究突破了复杂生态系统中微生物多样性研究的瓶颈，为系统探索和利用未开发的微生物资源提供了全新途径。

　　

这项突破性研究采用第三代测序技术（PacBio/Nanopore）对丹麦多种生境采集的154份土壤和沉积物样本进行深度长读长宏基因组测序（long-read metagenomics）。令人振奋的是，研究人员成功组装出4,894个达到MIMAG标准的高质量微生物基因组，其中包含大量未被培养的候选门级辐射类群（Candidate Phyla Radiation, CPR）。

研究团队通过建立创新的生物信息学流程，实现了>90%完整度且<5%污染率的基因组草图（metagenome-assembled genomes, MAGs）重建。特别值得注意的是，这些基因组中识别出数百个具有特殊代谢潜力的新型基因簇，包括参与难降解有机物分解的木质素修饰酶系，以及可能参与新型抗生素合成的次级代谢产物合成基因簇（BGCs）。

该研究首次在宏基因组尺度证实，长读长测序技术可显著提高复杂样本中低丰度微生物基因组的组装完整度（N50提升3-5倍），特别是对于具有高重复序列含量的放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）菌株。这些发现为微生物生态学研究提供了前所未有的分辨率，使得科学家能够更准确地重建微生物群落中物种间的功能互作网络（interaction network）。

这项发表于《自然-微生物学》（Nature Microbiology）的成果，不仅极大拓展了原核生物系统发育树（phylogenetic tree）的覆盖范围，更为开发新型生物技术（如环境修复、药物发现）提供了宝贵的基因资源库。