近日，中科院海洋研究所张德超课题组与华中农业大学郑金水团队合作，对来源于海洋和陆地环境的微小杆菌开展了大尺度生理代谢和比较基因组分析，获得众多新认知。相关研究成果在线发表于美国微生物学会期刊mSystems。
微小杆菌是一类革兰氏阳性、无芽孢、兼性厌氧细菌。其分布生境广阔，具有多种独特性质，包括耐/嗜热性、耐/嗜冷性、耐/嗜碱性和耐/嗜盐性等。然而，微小杆菌广泛分布的生存基础及适应性进化机制尚不清楚。此外，过去以DNA-DNA杂交为基础的细菌分类鉴定方法，导致微小杆菌属已发表物种之间存在一些分类混乱。
据介绍，该研究基于课题组海洋微生物菌种库，对105株来源于海洋和陆地环境的微小杆菌，开展了大尺度生理代谢和比较基因组分析。
基于系统发育和平均核苷酸一致性，研究团队从基因组水平将微小杆菌属分为2个基因类群——I组和II组，对已发表物种进行了重新分类。研究团队提出，E.enclense和E.indicum应重新合并为同一个种；E.antarcticum和E.soli应重新合并为同一个物种。此外描述了2个微小杆菌的新物种，分别命名为青岛微小杆菌和藻微小杆菌。
研究表明，绝大部分微小杆菌能在较宽范围的温度、盐度和pH值下生存，能产生蛋白酶和淀粉酶等。比较基因组分析发现，微小杆菌能利用一系列复杂多糖和蛋白质在不同环境中生存。此外，微小杆菌还能利用大量伴侣蛋白和转运蛋白。I组类群广泛地分布在陆地环境，相对于II组类群，其基因组更大。转运蛋白家族的扩张驱动着I组类群基因组的扩张。研究人员预测到25个涉及有机物或无机物运输和抵抗环境压力的转运蛋白家族，可能有利于该属更广泛地分布。
该研究揭示了微小杆菌属的多样性和其全球分布的基因基础，以及该属进化适应性策略，并解释了该属不同类群适应环境的差异决定因素。
论文相关信息：https://doi.org/10.1128/mSystems.00383-21
（原载于《中国科学报》 2021-08-24 第4版 综合）
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