推荐：江舜尧
编译：番茄
编辑：十九
2019年10月17日《The ISME Journal》发表了来自法国蒙彼利埃苏普加格罗大学和弗朗索瓦-雅各布生物学研究所的研究者们题为《Serial horizontal transfer of vitamin-biosynthetic genes enables the establishment of new nutritional symbionts in aphids’ di-symbiotic systems》的文章，通讯作者Emmanuelle Jousselin，在蚜虫共生系统演化方面发表了多篇文章，为揭示共生系统中的演化机制提供依据。
研究背景：许多昆虫依赖专性的共生细菌来提供食物中缺乏的必须营养。大多数蚜虫，其食物包含植物的韧皮部，依赖于内共生菌Buchnera aphidicola获得必需氨基酸和维生素B。然而，在一些蚜虫种中，这些营养物质由Buchnera和另外一种较新的细菌共生体共同提供。人们对这些双共生系统的起源和进化稳定性知之甚少，也不清楚这种新的共生体是仅仅弥补了Buchnera缺失的功能还是具有新的营养功能。方法：本文通过对带有Erwinia共生体的9种蚜虫的内共生体的全基因组测序和荧光原位杂交，分析内共生菌的基因流动方式及其生活位置。结果：发现Erwinia从自由态到专性胞内共生，起源于共生生活方式转变的单个事件。这一转变造成了基因组急剧减少和长期的停滞，并且与蚜虫共同分化。Erwinia生活在自己的共生细胞中，临近Buchnera。结论：Erwinia形成的专性共生关系类似于Buchnera。而且，Erwinia的维生素合成基因不仅补充了Buchnera缺失的作用，还提供了新的营养功能，这些基因是从Sodalis水平转移得到的。这些基因随后又转移到了棉铃虫的一个新的共生体系中。这些结果表明多元内共生系统的建立和变化受到共生系统中的水平基因转移的影响。
文中重要图片说明
图1 | Erwinia和Buchnera内共生系统的形态和位置的荧光原位图
图2 | Erwinia和Buchnera相应的系统发生关系以及基因组信息圈图
图3 | 不同种蚜虫的内共生体的维生素B代谢基因图
图4 | 基因水平转移的贝叶斯系统发生图
图5 | 水平转移的生物素和硫胺素生物合成基因的进化图
图6 | 共生体建立和进化的模式图
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