白菜官网李文均教授团队为暗黑菌门微生物类群多样性、生态功能和进化提供新见解

       暗黑菌门广泛分布在油藏、热泉、海洋沉积物等深部缺氧环境，可能在地下生物圈碳循环发挥重要作用。目前，大部分暗黑菌门微生物处于未培养状态，对其多样性、生理生态功能和进化历史仍然知之甚少。
 

       近日，白菜官网李文均教授联合农业农村部成都沼气科学研究所承磊研究员和内华达大学拉斯维加斯分校Brian P. Hedlund教授等国内外团队开展研究，并在国际学术期刊Microbiome上发表题为“Cultivation of novel Atribacterota from oil well provides new insight into their diversity, ecology, and evolution in anoxic, carbon-rich environments”的学术论文。

图1. 碳氢化合物和乙酸富集环境中暗黑菌门的概况

图2. Atribacteria（OP9）和Phoenicimicrobiia（JS1）的代谢通路图

       该工作从胜利油田富集获得多个暗黑菌门新类群（包括新纲类群JS1，代表物种命名为Phoenicimicrobium oleiphilum HX-OS.bin.34TS），并纯培养获得第二个暗黑菌门模式物种成员Thermatribacter velox B11T。多组学数据分析表明，Thermatribacter velox B11T和Phoenicimicrobium oleiphilum HX-OS.bin.34TS分别发酵糖类和正构烷烃，并产生H2、CO2和乙酸等产物。比较基因组学研究发现，暗黑菌门类群都缺乏伍德－隆达尔代谢途径（Wood-Ljungdahl pathway，WLP），但广泛存在还原甘氨酸途径（Reductive Glycine Pathway，RGP）。系统发育分析表明，编码RGP的关键基因（如fdhA、fhs、folD、glyA、gcvT、gcvPAB和pdhD）是在Atribacteria（OP9）和Phoenicimicrobiia（JS1）中独立获得的，之后再进行垂直遗传。此外，富马酸加成酶（FaeA；仅存在于Phoenicimicrobiia）、CODH/ACS复合物（acsABCDE）和多种氢化酶（NiFe group 3b、4b和FeFe group A3、C）等相关基因有相似的进化历史。最后，通过群落代谢模型重建，预测暗黑菌门不同类群在互营代谢碳氢化合物和乙酸网络中的生态功能。

图3.Atribacterota中互营相关功能的进化历史

       白菜官网焦建宇副研究员和农业农村部成都沼气科学研究所马诗淳副研究员为本文共同第一作者，白菜官网李文均教授，农业农村部沼气科学研究所承磊研究员和内华达大学拉斯维加斯分校Brian P. Hedlund教授为共同通讯作者。2023白菜网址官网大全为该成果的第一完成单位。该研究工作得到国家自然科学基金“水圈微生物驱动地球元素循环的机制”重大研究计划等项目的资助。

原文链接：

https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-024-01836-7