珍贵红珊瑚微生物组的宏基因组解析揭示新共生体谱系与代谢互补关系

《Microbiome》：Decoding the metagenome of the precious red coral: discovery of a new spirochete lineage and carotenoid-producing bacteria

　　

摘要

珍贵红珊瑚Corallium rubrum是地中海地区具有生态和经济意义的标志性八放珊瑚，然而其微生物组的多样性和功能在基因组尺度上仍是一个"黑箱"。本研究对C. rubrum进行了基因组解析的宏基因组分析，重建了25个高质量宏基因组组装基因组（MAGs），其中16个来自野外群体，9个来自实验室群体，旨在深入了解其微生物组的功能潜力。对两种占主导地位的螺旋体门共生体的系统基因组分析表明，其中一种共生体代表了一个潜在的、此前未被描述的新谱系，且似乎专性关联八放珊瑚物种。功能谱分析显示，这些螺旋体门共生体表现出不同的代谢途径，适应共生生活，可能是C. rubrum的互利共生伙伴。它们的基因组编码了多种必需氨基酸和维生素的生物合成途径，以及将糖类发酵为醋酸盐的能力，可能补充宿主营养的不足。我们还鉴定了一个隶属于Qipengyuania属的有趣共生体，该共生体具有合成类胡萝卜素角黄素的基因组潜力，角黄素是参与C. rubrum红色的主要色素之一。其他MAGs编码了广泛的代谢途径，尤其是与氮和硫转化相关的途径。我们的发现提示了红珊瑚宿主与其微生物组之间潜在的代谢相互作用。本研究为新鉴定的八放珊瑚共生体提供了详细的分类和功能特征描述，为未来研究八放珊瑚共生关系奠定了基础。

视频摘要