嗜铁钩端螺旋菌株种内进化和固氮的比较基因组分析

为揭示在生物冶金工业生态系统和酸性矿山排水系统中占主导地位的嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)种内进化机制,以嗜铁钩端螺旋菌株L.ferriphilum YSK、L.ferriphilum DX和L.ferriphilum ZJ的全基因组序列为研究对象,通过高通量测序并与已有的L.ferriphilum ML-04菌株全基因组序列进行比较基因组学研究.结果表明,嗜铁钩端螺旋菌发生广泛的种内变异,可能来源于噬菌体的新基因片段的缺失与插入是导致嗜铁钩端螺旋菌基因组产生该异质性的主要原因.另外,意外地发现嗜铁钩端螺旋菌株L.ferriphilum YSK和L.fe...

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Published in:	中国有色金属学报（英文版） Vol. 30; no. 6; pp. 1635 - 1646
Main Authors:	刘宏伟, 徐梁枫, 郭雪, 蒋慧丹, 刘学端, 梁伊丽, 尹华群, 刘亚姿
Format:	Journal Article
Language:	Chinese
Published:	中南大学资源加工与生物工程学院,长沙 410083 2020 中南大学生物冶金教育部重点实验室,长沙 410083%中南大学资源加工与生物工程学院,长沙 410083 清华大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京 100084%湖南省农业科学院农业生物技术研究所,长沙,410125 中南大学生物冶金教育部重点实验室,长沙 410083
Subjects:	Leptospirillum ferriphilum recombination intraspecific variation 种内变异嗜铁钩端螺旋菌基因重组 nitrogen fixation 固氮比较基因组 comparative genome
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Summary:	为揭示在生物冶金工业生态系统和酸性矿山排水系统中占主导地位的嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum)种内进化机制,以嗜铁钩端螺旋菌株L.ferriphilum YSK、L.ferriphilum DX和L.ferriphilum ZJ的全基因组序列为研究对象,通过高通量测序并与已有的L.ferriphilum ML-04菌株全基因组序列进行比较基因组学研究.结果表明,嗜铁钩端螺旋菌发生广泛的种内变异,可能来源于噬菌体的新基因片段的缺失与插入是导致嗜铁钩端螺旋菌基因组产生该异质性的主要原因.另外,意外地发现嗜铁钩端螺旋菌株L.ferriphilum YSK和L.ferriphilum ZJ的基因组中存在固氮基因簇.深入分析并进一步实验证实菌株L.ferriphilum YSK的固氮基因簇继承自其原始祖先而非源自横向基因转移.综合上述研究结果可知,嗜铁钩端螺旋菌种群正在生物冶金体系中经历频繁的基因重组,在近期的进化中产生许多紧密相关的基因组类型;同时,嗜铁钩端螺旋菌的重组过程深刻塑造其生理特性,并为其适应不同的生态位奠定基础.
ISSN:	1003-6326
DOI:	10.1016/S1003-6326(20)65326-2