淡水 Aquirufa 属（拟杆菌门）的基因组学洞察：分类多样性、蛋白视紫红质及其相关基因，包括对八个新物种的描述

《Microbial Ecology》：Genomic Insights Into the Freshwater Genus Aquirufa (Bacteroidota): Taxonomic Diversity, Proteorhodopsins and Their Associated Genes, Including the Description of Eight Novel Species

　　

摘要

Aquirufa 是一个分布广泛且多样化的细菌属，栖息于淡水生态系统中。对该属分离培养菌株和宏基因组组装基因组（MAGs）的基因组分析揭示了四个系统发育上截然不同的分支，这些分支所包含的分离培养菌株和 MAGs 的比例存在显著差异。总共鉴定出 56 个物种或类物种分类单元，包括本文描述的 8 个新物种。在许多基因组中检测到了蛋白视紫红质基因，且它们存在于广泛的生境类型中，但它们在四个系统发育分支中的普遍性差异很大。对蛋白视紫红质基因频率截然不同的两个分支的详细分析表明，它们的种群在分布、大小、结构和泛基因组方面存在差异。全基因组比较分析显示，Aquirufa 中的蛋白视紫红质基因始终与两个参与视黄醛发色团生物合成的关键基因共同出现。这三个基因表现出独特的进化模式，很可能反映了重组和协同进化方面的差异。系统发育分析将 Aquirufa 蛋白视紫红质置于蛋白视紫红质 - 黄视紫红质支系内，具体是在一个包含拟杆菌门（Bacteroidota）物种蛋白视紫红质的谱系中。将分析扩展到相关的蛋白视紫红质揭示了额外的模式。鉴定出 13 种不同的基因排列类型和所有三种常见的光谱调谐残基，变异不仅发生在属间，偶尔甚至发生在同一属内的物种之间。总体而言，我们的研究结果表明，蛋白视紫红质基因及相关基因的进化、获取、水平转移和重组在不同分类群中进展方式不同。