海洋微生物群落的複雜性圖譜被繪製

2021-01-10 科學網

海洋微生物群落的複雜性圖譜被繪製

作者：

小柯機器人

發布時間：2019/12/14 21:45:44

美國畢格羅海洋科學實驗室Ramunas Stepanauskas研究團隊通過單細胞基因組學對海洋微生物群落的複雜性進行了繪製。該項研究成果發表在2019年12月12日出版的《細胞》上。

研究人員表示，海洋細菌和古生菌在全球生物地球化學中起著關鍵作用。

為了提高對這個複雜的微生物組的了解，研究人員採用了單細胞基因組學和隨機、與假設無關的細胞選擇策略，從熱帶和亞熱帶常綠海洋中恢復了12,715個部分基因組。從單個0.4 mL海洋樣本中回收了相當一部分已知的原核浮遊生物編碼潛能，這表明基因組信息可有效地分散在全球範圍內。然而，研究人員發現每個基因組都是獨特的，這意味著原核浮遊生物種群內的克隆性有限。跨譜系的採光和次生代謝產物生物合成途徑眾多，突出了單細胞基因組學對促進未培養微生物群的生態作用和生物技術潛力的鑑定的價值。該基因組收集可對來自熱帶和亞熱帶表層海洋的80％以上的單個元基因組讀段進行功能注釋和屬類分類分配，從而為改善複雜微生物組的參考基因組資料庫提供了模型。

附：英文原文

Title: Charting the Complexity of the Marine Microbiome through Single-Cell Genomics

Author: Maria G. Pachiadaki, Julia M. Brown, Joseph Brown, Oliver Bezuidt, Paul M. Berube, Steven J. Biller, Nicole J. Poulton, Michael D. Burkart, James J. La Clair, Sallie W. Chisholm, Ramunas Stepanauskas

Issue&Volume: 2019/12/12

Abstract: Marine bacteria and archaea play key roles in global biogeochemistry. To improve ourunderstanding of this complex microbiome, we employed single-cell genomics and a randomized,hypothesis-agnostic cell selection strategy to recover 12,715 partial genomes fromthe tropical and subtropical euphotic ocean. A substantial fraction of known prokaryoplanktoncoding potential was recovered from a single, 0.4 mL ocean sample, which indicatesthat genomic information disperses effectively across the globe. Yet, we found eachgenome to be unique, implying limited clonality within prokaryoplankton populations.Light harvesting and secondary metabolite biosynthetic pathways were numerous acrosslineages, highlighting the value of single-cell genomics to advance the identificationof ecological roles and biotechnology potential of uncultured microbial groups. Thisgenome collection enabled functional annotation and genus-level taxonomic assignmentsfor >80% of individual metagenome reads from the tropical and subtropical surfaceocean, thus offering a model to improve reference genome databases for complex microbiomes.

DOI: 10.1016/j.cell.2019.11.017

Source: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)31273-5

Cell：《細胞》，創刊於1974年。隸屬於細胞出版社，最新IF：36.216

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