基于宏基因组组装基因组扩展深海热液喷口超小古生菌目系统发育多样性及共生代谢特征

《ISME Communications》：Expanding the global diversity of Nanobdellales from deep-sea hydrothermal vents

　　

摘要

古菌共生体Nanobdellales（超小古生菌目）已与其宿主一同从冰岛近海的浅水海洋热液喷口以及黄石国家公园和日本的陆地温泉中被分离出来。它们具有高度缩减的基因组，并依赖其古菌宿主来满足大部分代谢需求。为了进一步了解该目的生态与进化，我们利用来自大西洋、太平洋、印度洋深海热液喷口及加利福尼亚湾的宏基因组组装基因组（MAGs），大幅扩展了它们的系统发育组学分布范围。研究表明，深海热液喷口中至少存在11个新的属级系统发育谱系。我们保守地提出两个新属及其命名模式种：Nanoprofundum liuii Rb-1^Ts（新属新种）和Nanojejuna irisiana Rb-38^Ts（新属新种）。我们还描述了Nanoarchaeum属（极小古菌属）的第二个种：N. abyssimaris 17S-22^Ts（新种）。我们对高质量宏基因组组装基因组的基因组与代谢特征分析证实，这些新种具有高度简化的代谢能力和可能的共生生活方式。除Nanoarchaeum属外，所有深海属都与其陆地近亲相似，它们拥有编码古菌鞭毛（archaella）和核糖核酸酶P蛋白质亚基的基因，并具有多个参与糖酵解和糖异生的基因。通过推测的水平基因转移分析，我们的数据表明，深海Nanobdellales可能能够与比此前报道更为广泛的宿主分类群相关联，涵盖Sulfolobales（硫化叶菌目，Ignicoccaceae火球菌科）、Archaeoglobales（古菌球目）和Methanococcales（甲烷球菌目）的成员。