ISME | 阐明环境和系统发育限制对原核生物种内多样性的影响
推荐：江舜尧
编译：jiee
编辑：小菌菌
欧洲分子生物学实验室的Peer Bork团队于2020年2月11日在微生物生态学顶级期刊The ISME Journal发表题目为《Disentangling theimpact of environmental and phylogenetic constraints on prokaryoticwithin-species diversity》的文章，该研究通过对代表不同生境及不同系统发育的超过7000个基因组进行泛基因组学研究，阐明环境和系统发育限制对原核生物种内多样性的影响。随着越来越多的可用基因组序列，使得从泛基因组信息和系统发育位置预测微生物物种的普遍性和环境偏好成为可能。
文章摘要
微生物的生物多样性巨大且存在于几乎所有的环境中。泛基因组的概念旨在促进对特定的系统发育群体多样性的理解。因此，泛基因组越来越多地被用来描述原核微生物的菌株多样性。为了理解泛基因组特性(如核心和辅助基因的数量)间的相互依赖关系以及研究环境和系统发育对同种内的菌株进化的影响,作者对代表了不同生态环境的7000个高质量的基因组进行泛基因组的计算，它们来自于10个门，代表了155个系统发育不同的物种。物种的生境普遍性与泛基因组的一些特征有关。特别是核心基因组的大小比辅助基因组的大小更重要。总体而言，环境偏好对泛基因组进化的影响大于系统发育惯性。环境偏好解释了高达49%的泛基因组特征的变异，而系统发育惯性解释了18%。当数据集扩展到10100个物种(59个门)时，这个观察结果也是可靠的。在一个特定的栖息地类型中，不同的系统发育支系泛基因组特征的趋同进化进一步强调了环境偏好的重要性。例如，土壤环境促进了泛基因组的扩大，而寄主相关的生境则导致了其缩小。综上所述，作者探索了泛基因组进化的全球原则，量化了栖息地和系统发育惯性对泛基因组进化的影响，并确定了控制物种普遍性和栖息地特异性的标准。
文中重要图片说明
图1 | 研究设计。
图2 | 不同泛基因组特征之间的关系。
图3 | 普遍性对核心基因组大小和功能的影响。
图4 | 系统发育惯性和生境偏好对泛基因组特征差异的解释。
图5 | 155种微生物的系统发育树及核心基因组大小和平均核苷酸多样性散点图。
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