宏基因组组装基因组揭示温泉中一种未培养微生物：Labilithrix thermalis sp. nov.

《Systematic and Applied Microbiology》：Metagenome-assembled genomes reveal Labilithrix thermalis sp. nov., an uncultured microorganism in hot springs

　　**摘要**地热环境蕴藏着多样的微生物群落，包括大量系统发育新颖的谱系，这些谱系在很大程度上尚未被探索。本研究对中国云南省温泉沉积物中的两个高质量宏基因组组装基因组（MAGs）进行了表征。基于16S rRNA基因序列和基因组序列的系统发育分析表明，这两个MAGs（JZ-3_bin_45^TS和QQ_bin_234）应归入*Labilithrix*属。这两个MAGs与该属其他基因组之间的平均核苷酸一致性（ANI）和数字DNA-DNA杂交（dDDH）值均低于推荐的种阈值（分别为95%和70%），表明这两个MAGs代表了*Labilithrix*属中的一个新种。基因组注释表明，该菌株具有需氧、化能异养和运动的生活方式，具有氧化磷酸化、三羧酸（TCA）循环、淀粉降解、同化硫酸盐还原、砷解毒、地热适应和多样化生物合成基因簇（BGCs）的遗传潜力。基于基因组和系统发育分析，这些MAGs应被分类为该属中的一个新种，根据已发表的《序列数据描述的细菌命名法》（SeqCode）规则，提出新种名*Labilithrix thermalis* sp. nov.。本研究扩展了对*Labilithrix*属已知多样性的认识，并凸显了宏基因组学在揭示先前未培养微生物类群和功能方面的价值。**引言***Labilithrix*属最初由Yamamoto等人描述，他们从日本鹿儿岛县屋久岛采集的森林土壤中分离得到了*Labilithrix luteola* DSM 27648^T菌株（Yamamoto et al., 2014）。在该属被描述时，它被归入*Labilitrichaceae*科。随后，在对Deltaproteobacteria和Oligoflexia两个纲进行分类学重新分类时，Waite等人将*Labilithrix*属重新归入Polyangiales目下的*Polyangiaceae*科。迄今为止，*Labilithrix luteola* DSM 27648^T仍然是该属唯一有效命名的种，该菌株是一种革兰氏阴性、运动、严格需氧和化能异养的细菌（Waite et al., 2020）。由于目前仅有一个可培养的代表菌株，*Labilithrix*属成员的基因组多样性、生态分布和适应策略在很大程度上仍未被探索。温泉是独特的地热生态系统，其特征为高温和寡营养条件。这些环境蕴藏着多样且分支较深的微生物谱系，并已被证明是发现新微生物类群和先前未被识别的代谢特征的重要来源。在本研究中，从中国西南部云南省的JZ-3和QQ两个温泉中获得了两个与*Labilithrix*属相关的宏基因组组装基因组（MAGs）。系统发育基因组学分析以及平均核苷酸一致性（ANI）和数字DNA-DNA杂交（dDDH）分析表明，这些基因组形成了一个单系支，与先前描述的*Labilithrix*属成员明显不同，其中JZ-3_bin_45^TS作为模式材料。基因组注释和比较基因组学分析进一步提供了关于该新谱系的代谢策略及其适应地热环境的潜在机制的见解。**节选片段****样品采集与富集**本研究样品采集于中国西南部云南省腾冲的两个温泉：金泽3号温泉（JZ-3；GPS坐标：25.4411°N, 98.4600°E）和侨泉温泉（QQ；GPS坐标：24.950278°N, 98.436389°E）。JZ-3的pH值和温度分别为7.91和63°C，而QQ的pH值和温度分别为7.91和71°C。使用无菌采样勺采集沉积物样品，并分为两部分。其中一部分在……条件下运输至实验室。**基因组特征与系统发育分析**在严格的基因组质量标准下（完整性>90%，污染率<5%，且具有近乎完整的16S rRNA基因序列（Gago et al., 2024）），选择了两个宏基因组组装基因组（MAGs）进行后续分析：JZ-3_bin_45^TS（登录号JCACRS000000000.1），从JZ-3富集培养物中恢复；以及QQ_bin_234（登录号JCACRT000000000.1），直接从环境样品中恢复。JZ-3_bin_45^TS表现出99.19%的完整性和1.43%的……**结论**在本研究中，从中国西南部云南省的地热温泉中获得了两个高质量MAGs，即JZ-3_bin_45^TS和QQ_bin_234。基于16S rRNA基因、120个细菌保守标记蛋白、31个通用标记蛋白和16个核糖体蛋白的系统发育分析一致表明，这两个MAGs在*Labilithrix*属内形成了一个独特的谱系。这两个MAGs之间共享高ANI和dDDH值，而它们与其他……之间的成对ANI和dDDH值……**作者贡献**Wen-Jun Li、Jian-Yu Jiao、Lan Liu和Meng-Meng Li构思了本研究。Meng-Meng Li、Man-Chun Liu、Ai-Ping Lv、Yu-Ting OuYang、Le-Bin Chen、Ying Chen和Bing-Ru Bian进行了样品采集和DNA提取。Meng-Meng Li、Man-Chun Liu、Yang Yuan、Lei Gao和Jian-Yu Jiao进行了宏基因组分析、基因组分箱和功能注释分析。Meng-Meng Li、Maite Ortúzar、Lan Liu、Wen-Jun Li和Jian-Yu Jiao撰写了手稿。所有作者讨论了结果……**CRediT作者贡献声明****Meng-Meng Li：** 撰写–初稿、可视化、验证、调查、形式分析、数据整理。**Man-Chun Liu：** 撰写–初稿、验证、调查。**Ai-Ping Lv：** 调查。**Maite Ortúzar：** 撰写–初稿。**Yu-Ting OuYang：** 调查。**Le-Bin Chen：** 调查。**Ying Chen：** 调查。**Bing-Ru Bian：** 调查。**Yang Yuan：** 调查。**Lei Gao：** 调查。**Lan Liu：** 撰写–审阅与编辑、验证、调查、经费获取。**利益冲突声明**作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所述工作的报告。**致谢**本研究得到国家自然科学基金委员会（编号32370011和32570004）以及广东省科技项目（2025TQ09A817）的支持。作者名单：Meng-Meng Li | Man-Chun Liu | Ai-Ping Lv | Maite Ortúzar | Yu-Ting OuYang | Le-Bin Chen | Ying Chen | Bing-Ru Bian | Yang Yuan | Lei Gao | Lan Liu | Jian-Yu Jiao | Wen-Jun Li