脊椎动物环境微生物分解者基因组目录CaDAVEr揭示有机质降解新机制

来自多机构的研究团队针对脊椎动物分解过程中微生物代谢机制不清的问题，通过宏基因组组装技术构建了包含277个中高质量基因组（MAGs）的CaDAVEr数据库，揭示了坏死生物圈（necrobiome）中未被探索的微生物分类与功能多样性，为法医学和农业应用提供了重要基因组资源。

　　

微生物对有机物的降解是地球基础生态过程，但人们对分解过程中的微生物代谢机制和演替生态仍缺乏深入认识。本研究宣布从脊椎动物分解土壤中成功重建277个与尸体相关的宏基因组组装基因组（metagenome-assembled genomes, MAGs），显著增强了对脊椎动物分解微生物过程的理解。

动物组织分解作为生态系统中的关键过程，需要复杂的代谢网络和多营养级食物网协同参与营养循环。尽管其在农业和法医学工具创新方面具有潜力，但相关研究仍不充分。被称为"坏死生物圈（necrobiome）"的微生物群落缺乏表征其代谢功能的宏基因组数据。

研究团队从美国三个地区（田纳西州诺克斯维尔、科罗拉多州大章克申、得克萨斯州亨斯维尔）的36具陆地分解人类尸体周边土壤中纵向采集样本（每位捐赠者n=21个时间点），建立了动物组织微生物分解者的基因组资源库。其中29个类群被确定为与晚期分解相关的共现网络核心成员，这些微生物被证明是以昆虫为载体的普遍存在的脊椎动物分解者。

值得注意的是，CaDAVEr成员在大型宿主相关或土壤微生物群落数据库中通常未被检测到，这支持了坏死生物圈拥有大量未开发的微生物群落和功能多样性的观点。

技术方面，研究采用PowerSoil DNA isolation kit进行DNA提取，使用Illumina HiSeq 4000和NovaSeq 6000平台进行测序（2×151 bp），产生1.271 Gbp数据量。通过MEGAHIT进行组装，MetaBAT2进行分箱，最终通过dRep在99%相似度水平去重获得277个MAGs，其中24%为高质量基因组。 taxonomy注释通过GTDB-tk完成，基因功能注释使用DRAM工具。

这些基因组主要属于Pseudomonadota（深红色，n=99）、Actinomycetota（深蓝色，n=70）和Bacteroidota（浅绿色，n=41）三大门类。CaDAVEr数据库的资源拓宽了脊椎动物坏死生物圈的分类和功能表征，为分解生态学研究提供了重要的系统发育和基因组信息。